卷?yè)P(yáng)機(jī)傳動(dòng)裝置三維設(shè)計(jì)與分析【展開式二級(jí)圓柱直齒輪減速器設(shè)計(jì)】【說(shuō)明書+CAD+PROE+仿真】

卷?yè)P(yáng)機(jī)傳動(dòng)裝置三維設(shè)計(jì)與分析【展開式二級(jí)圓柱直齒輪減速器設(shè)計(jì)】【說(shuō)明書+CAD+PROE+仿真】,展開式二級(jí)圓柱直齒輪減速器設(shè)計(jì),說(shuō)明書+CAD+PROE+仿真,卷?yè)P(yáng)機(jī)傳動(dòng)裝置三維設(shè)計(jì)與分析【展開式二級(jí)圓柱直齒輪減速器設(shè)計(jì)】【說(shuō)明書+CAD+PROE+仿真】,卷?yè)P(yáng)機(jī),傳動(dòng),裝置,三維設(shè)計(jì),分析,展開式 說(shuō)明書作 者:學(xué) 號(hào)：系:專 業(yè):題 目:卷?yè)P(yáng)機(jī)傳動(dòng)裝置三維設(shè)計(jì)與分析指導(dǎo)者： (姓 名) (專業(yè)技術(shù)職務(wù))評(píng)閱者： (姓 名) (專業(yè)技術(shù)職務(wù)) 2010年 6 月中文摘要本文課題是卷?yè)P(yáng)機(jī)傳動(dòng)裝置三維設(shè)計(jì)與分析，主要是對(duì)卷?yè)P(yáng)機(jī)的傳動(dòng)裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括齒輪的設(shè)計(jì)、軸的設(shè)計(jì)、箱體的設(shè)計(jì)及一些附件的設(shè)計(jì)等，并同過(guò)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，如CAD、Pro/E等，建立減速器的裝配圖及三維模型。最后對(duì)三維模型進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真。論文內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)部分：（1）傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)。主要包括擬定傳動(dòng)方案，選擇電動(dòng)機(jī)，確定總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比以及計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)。（2）傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)。傳動(dòng)零件（齒輪及軸）的設(shè)計(jì)計(jì)算，包括確定傳動(dòng)零件的材料、熱處理方法、參數(shù)、尺寸和主要結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行校核。（3）減速器裝配圖的設(shè)計(jì)。包括機(jī)箱及一些相關(guān)零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并通過(guò)CAD軟件完成裝配圖紙及主要零件的工作圖。（4）運(yùn)用Pro/E建立減速器的三維模型，并進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真分析。關(guān)鍵詞 卷?yè)P(yáng)機(jī) 減速器 設(shè)計(jì) 運(yùn)動(dòng)仿真外文摘要Title The 3D Design and Analysis of Hoist Gearing AbstractThis topic is 3D design and analysis of hoist gearing, mainly for design of hoist gearing, include the design of gear, shaft, box and a number of accessories, and establish reducer assembly drawings and 3D model with computer-aided design like CAD and Pro/E. Finally, do some motion simulation of the 3D model. Thesis includes the following sections: (1)Overall design of the gearing. Mainly include the development of transmission scheme, select motor to determine the transmission ratio and the distribution of the total transmission ratio at all levels and to calculate the transmission of motion and dynamic parameters.(2)Design of transmission parts. Design and calculation of transmission parts (gear and shafts), including to determine the materials, heat treatment methods, parameters, size and main structure of transmission parts, and do some check.(3)Design of assembly drawing of reducer. Including structural design of the box and some relevant parts, and complete the assembly drawings and the work plan of major parts by CAD software.(4)Establish 3D model of the reducer by Pro/E, and do some simulation exercise.Keywords hoist reducer design motion simulation前期工作材料學(xué)生姓名:學(xué) 號(hào)：系：專 業(yè):設(shè)計(jì)(論文)題目:卷?yè)P(yáng)機(jī)傳動(dòng)裝置三維設(shè)計(jì)與分析指導(dǎo)教師: (姓 名) (專業(yè)技術(shù)職務(wù))材 料 目 錄序號(hào)名 稱數(shù)量備 注1畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)選題、審題表12畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書13畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告含文獻(xiàn)綜述14畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)外文資料翻譯含原文15畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期檢查表12010年 3 月注：畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期檢查工作結(jié)束后，請(qǐng)將該封面與目錄中各材料合訂成冊(cè)，并統(tǒng)一存放在學(xué)生“畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）資料袋”中（打印件一律用A4紙型）。 選題、審題表系： 專業(yè)： 指導(dǎo)教師姓 名專業(yè)技術(shù)職 務(wù)課題名稱卷?yè)P(yáng)機(jī)傳動(dòng)裝置三維設(shè)計(jì)與分析適用專業(yè)機(jī)械工程課題性質(zhì)ABCDE課題來(lái)源ABCD課題預(yù)計(jì)工作量大小大適中小課題預(yù)計(jì)難易程度難適中易備注:課題簡(jiǎn)介卷?yè)P(yáng)機(jī)（又叫絞車）是由人力或機(jī)械動(dòng)力驅(qū)動(dòng)卷筒、卷繞繩索來(lái)完成牽引工作的裝置，由電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸節(jié)、制動(dòng)器、齒輪箱和卷筒組成，共同安裝在機(jī)架上，可以垂直提升、水平或傾斜拽引重物，。卷?yè)P(yáng)機(jī)傳動(dòng)裝置的性能好壞對(duì)整體性能起到關(guān)鍵作用。本課題通過(guò)傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)，并進(jìn)行性能分析，讓學(xué)生進(jìn)一步掌握傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)過(guò)程，培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生應(yīng)用液壓傳動(dòng)基本理論分析和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。課題應(yīng)完成的任務(wù)和對(duì)學(xué)生的要求 該課題要求學(xué)生具備扎實(shí)的機(jī)械設(shè)計(jì)及制造基礎(chǔ)知識(shí)，做到理論聯(lián)系實(shí)際。同時(shí)，具備良好的分析能力、自學(xué)能力和團(tuán)隊(duì)合作精神。在課題研究過(guò)程中，要求熟練運(yùn)用繪圖軟件，創(chuàng)建卷?yè)P(yáng)機(jī)傳動(dòng)裝置的三維裝配模型，并進(jìn)行仿真分析，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書的撰寫，并按時(shí)提交答辯。所在專業(yè)審定意見(jiàn)： 專業(yè)負(fù)責(zé)人(簽名)： 年 月 日注：本課題由 同學(xué)選定，學(xué)號(hào)： 注：1該表由指導(dǎo)教師填寫，經(jīng)所在專業(yè)負(fù)責(zé)人簽名后生效，作為該專業(yè)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）選題使用；2有關(guān)內(nèi)容的填寫見(jiàn)背面的填表說(shuō)明，并在表中相應(yīng)欄內(nèi)打“”； 3課題一旦被學(xué)生選定，此表須放在學(xué)生“畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）資料袋”中存檔。填 表 說(shuō) 明1該表的填寫只針對(duì)1名學(xué)生做畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）時(shí)選擇使用，如同一課題由2名及2名以上同學(xué)選擇，應(yīng)在申報(bào)課題的名稱上加以區(qū)別（加副標(biāo)題），并且在“設(shè)計(jì)（論文）要求”一欄中加以體現(xiàn)。2“課題性質(zhì)”一欄：A工程設(shè)計(jì)；B工程技術(shù)研究；C軟件工程（如CAI課題等）；D文獻(xiàn)型綜述；E其它。3“課題來(lái)源”一欄：A自然科學(xué)基金與部、省、市級(jí)以上科研課題；B企、事業(yè)單位委托課題；C系級(jí)基金課題；D自擬課題。4“課題簡(jiǎn)介”一欄：主要指研究設(shè)計(jì)該課題的背景介紹及目的、意義。5“設(shè)計(jì)（論文）要求（包括應(yīng)具備的條件）”一欄：主要指本課題技術(shù)方面的要求，而“條件”指從事該課題必須應(yīng)具備的基本條件(如儀器設(shè)備、場(chǎng)地、文獻(xiàn)資料等)。 任務(wù)書系：專 業(yè)：學(xué) 生 姓 名：學(xué) 號(hào)：設(shè)計(jì)(論文)題目：卷?yè)P(yáng)機(jī)傳動(dòng)裝置三維設(shè)計(jì)與分析起 迄 日 期:2010年2月24日 2010年6月5 日設(shè)計(jì)(論文)地點(diǎn):指 導(dǎo) 教 師:專業(yè)負(fù)責(zé)人:發(fā)任務(wù)書日期: 2010 年2 月 23日任務(wù)書填寫要求1任務(wù)書由指導(dǎo)教師根據(jù)各課題的具體情況填寫，經(jīng)學(xué)生所在專業(yè)的負(fù)責(zé)人審查、系領(lǐng)導(dǎo)簽字后生效。此任務(wù)書應(yīng)在開始前一周內(nèi)填好并發(fā)給學(xué)生；2任務(wù)書內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計(jì)的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁(yè)上下載）打印，不得隨便涂改或潦草書寫，禁止打印在其它紙上后剪貼；3任務(wù)書內(nèi)填寫的內(nèi)容，必須和學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）完成的情況相一致，若有變更，應(yīng)當(dāng)經(jīng)過(guò)所在專業(yè)及系主管領(lǐng)導(dǎo)審批后方可重新填寫；4任務(wù)書內(nèi)有關(guān)“系”、“專業(yè)”等名稱的填寫，應(yīng)寫中文全稱，不能寫數(shù)字代碼。學(xué)生的“學(xué)號(hào)”要寫全號(hào)；5任務(wù)書內(nèi)“主要參考文獻(xiàn)”的填寫，應(yīng)按照國(guó)標(biāo)GB 77142005文后參考文獻(xiàn)著錄規(guī)則的要求書寫，不能有隨意性；6有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)按照國(guó)標(biāo)GB/T 74082005數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時(shí)間表示法規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“2008年3月15日”或“2008-03-15”。任 務(wù) 書1課題應(yīng)達(dá)到的目的：通過(guò)設(shè)計(jì)，了解工程設(shè)計(jì)的一般方法和步驟，掌握如何根據(jù)設(shè)計(jì)要求檢索相關(guān)設(shè)計(jì)資料和參考文獻(xiàn)，綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論知識(shí)、專業(yè)知識(shí)，并根據(jù)一般的設(shè)計(jì)原則確定卷?yè)P(yáng)機(jī)傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，掌握運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法建立傳動(dòng)裝置的裝配模型，加深對(duì)所學(xué)專業(yè)理論知識(shí)的理解和認(rèn)識(shí)，鍛煉解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力，同時(shí)培養(yǎng)獨(dú)立思考和分析解決問(wèn)題的能力。2課題任務(wù)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）：要求學(xué)生在掌握相關(guān)知識(shí)基礎(chǔ)之上，完成以下工作：1. 了解卷?yè)P(yáng)機(jī)的工作原理；2. 根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)要求確定卷?yè)P(yáng)機(jī)傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)方案；3. 建立卷?yè)P(yáng)機(jī)的傳動(dòng)參數(shù)及結(jié)構(gòu)參數(shù)；4. 對(duì)卷?yè)P(yáng)機(jī)的傳動(dòng)裝置進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；5. 運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)建立卷?yè)P(yáng)機(jī)傳動(dòng)裝置的裝配模型6. 運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)建立主要零部件的工程圖紙。在做設(shè)計(jì)期間，學(xué)生應(yīng)做到以下幾點(diǎn)：1. 嚴(yán)格遵守學(xué)校紀(jì)律，不得無(wú)故缺勤；2. 認(rèn)真對(duì)待設(shè)計(jì)工作，要有刻苦鉆研的精神，認(rèn)真、按時(shí)、獨(dú)立地完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)；3. 按照設(shè)計(jì)規(guī)范撰寫并按時(shí)進(jìn)行畢業(yè)答辯。 任 務(wù) 書3對(duì)課題成果的要求包括、圖表、實(shí)物樣品等：1說(shuō)明書2.卷?yè)P(yáng)機(jī)傳動(dòng)裝置三維設(shè)計(jì)裝配模型3.卷?yè)P(yáng)機(jī)傳動(dòng)裝置主要零部件工程圖紙4主要參考文獻(xiàn)：1 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)圖冊(cè)(第2卷) M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000.2 吳宗澤.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè) (第2版) M.北京：高等教育出版社，1999.3 吳宗澤.機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè) (第2版) M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.4 范元?jiǎng)?宋梅利,梁醫(yī).機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書M.江蘇：南京理工大學(xué)出版社，2007.任 務(wù) 書5課題工作進(jìn)度計(jì)劃：起 迄 日 期工 作 內(nèi) 容2010 年 2 月24日 3月 19 日 3 月20日 3月 31 日4 月 1 日 5月 10 日5 月11日 5月 25 日5 月26日 6月 1 日查閱與課題相關(guān)的中外文獻(xiàn),寫開題報(bào)告(含文獻(xiàn)綜述),完成外文資料翻譯熟悉卷?yè)P(yáng)機(jī)工作原理，確定總體方案設(shè)計(jì)完成卷?yè)P(yáng)機(jī)傳動(dòng)裝置及執(zhí)行機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和零部件工程圖紙?jiān)O(shè)計(jì)撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書論文答辯所在專業(yè)審查意見(jiàn)：負(fù)責(zé)人： 年 月 日系意見(jiàn)：系領(lǐng)導(dǎo)： 年 月 日 開題報(bào)告學(xué) 生 姓 名：學(xué) 號(hào)：專 業(yè)：機(jī)械工程及自動(dòng)化專業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目：卷?yè)P(yáng)機(jī)傳動(dòng)裝置三維設(shè)計(jì)與分析指 導(dǎo) 教 師: 2010年 3 月 19 日開題報(bào)告填寫要求1開題報(bào)告（含“文獻(xiàn)綜述”）作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)對(duì)學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報(bào)告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見(jiàn)及所在專業(yè)審查后生效；2開題報(bào)告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計(jì)的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁(yè)上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)及時(shí)交給指導(dǎo)教師簽署意見(jiàn)；3“文獻(xiàn)綜述”應(yīng)按論文的格式成文，并直接書寫（或打?。┰诒鹃_題報(bào)告第一欄目?jī)?nèi)，學(xué)生寫文獻(xiàn)綜述的參考文獻(xiàn)應(yīng)不少于15篇（不包括辭典、手冊(cè)）；4有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)按照國(guó)標(biāo)GB/T 740894數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時(shí)間表示法規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“2007年3月15日”或“2007-03-15”。開 題 報(bào) 告1課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，每人撰寫2000字左右的文獻(xiàn)綜述：文 獻(xiàn) 綜 述摘要： 卷?yè)P(yáng)機(jī)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于土木建筑、機(jī)械工程安裝、船舶運(yùn)輸?shù)雀鞑块T，而且正發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。而卷?yè)P(yáng)機(jī)傳動(dòng)裝置的好壞對(duì)其整體性能起著關(guān)鍵的作用。本文主要介紹了卷?yè)P(yáng)機(jī)傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，及其性能分析和理論推導(dǎo)，并運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)建立卷?yè)P(yáng)機(jī)傳動(dòng)裝置的裝配模型，以及各主要零件的工程圖紙。關(guān)鍵詞： 卷?yè)P(yáng)機(jī)；傳動(dòng)裝置； 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)； 分析1 引言卷?yè)P(yáng)機(jī)是一種起重裝置，其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、搬運(yùn)安裝靈活、維護(hù)保養(yǎng)簡(jiǎn)單、操作方便可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，因而被廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)。目前卷?yè)P(yáng)機(jī)的種類很多，分別適用于各種不同的場(chǎng)合，而它們之間最主要的區(qū)別就在于傳動(dòng)裝置的不同，可以說(shuō)傳動(dòng)裝置就是卷?yè)P(yáng)機(jī)的核心，通過(guò)對(duì)傳動(dòng)裝置的研究設(shè)計(jì)，分析其性能，并對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化創(chuàng)新，可以有效的提高卷?yè)P(yáng)機(jī)的整體性能。2 卷?yè)P(yáng)機(jī)的發(fā)展概況2.1 國(guó)內(nèi)發(fā)展概況我國(guó)的卷?yè)P(yáng)機(jī)生產(chǎn)時(shí)從解放后才開始的。第一批生產(chǎn)的卷?yè)P(yáng)機(jī)是仿制了日本的JIS8001型動(dòng)力卷?yè)P(yáng)機(jī)及按蘇聯(lián)圖紙制造的1011型和1012型普通蝸桿傳動(dòng)、電控慢速卷?yè)P(yáng)機(jī)。這斷時(shí)期的生產(chǎn)主要是以仿制為主1。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，到60年代，我國(guó)開始自行設(shè)計(jì)和制造新型的卷?yè)P(yáng)機(jī)，但由于生產(chǎn)力的不足而無(wú)法實(shí)現(xiàn)推廣。80年代以后，各種競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制的引入，科技是第一生產(chǎn)力的概念逐漸被人們所接受。這斷時(shí)期是我國(guó)卷?yè)P(yáng)機(jī)設(shè)計(jì)制造技術(shù)發(fā)展最快的時(shí)期。國(guó)家也制定了有關(guān)卷?yè)P(yáng)機(jī)的配套標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范。那時(shí)候的卷?yè)P(yáng)機(jī)代表結(jié)構(gòu)為行星傳動(dòng)、參考國(guó)外圓柱齒輪一字型布置和變速箱傳動(dòng)2。目前國(guó)內(nèi)外廣泛使用的卷?yè)P(yáng)機(jī)一般均有電機(jī)、制動(dòng)器、獨(dú)立的減速箱、鋼繩卷筒、底架的組成。他們的減速箱通常采用笨重的齒輪減速箱或蝸桿減速箱。普遍存在體積大、過(guò)載能力差、噪音大、效率低、壽命短等不足。2.2 國(guó)外卷?yè)P(yáng)機(jī)發(fā)展趨勢(shì)1.大型化 由于基礎(chǔ)工業(yè)的發(fā)展，大型設(shè)備和建筑構(gòu)件要求整體安裝，促進(jìn)了大型卷?yè)P(yáng)機(jī)的發(fā)展。2.采用先進(jìn)電子技術(shù) 為了實(shí)現(xiàn)卷?yè)P(yáng)機(jī)的自動(dòng)控制和遙控，國(guó)外廣泛采用了先進(jìn)電子技術(shù)，對(duì)大型卷?yè)P(yáng)機(jī)安裝了電器連鎖裝置，以保證絕對(duì)安全可靠。3.發(fā)展手提式卷?yè)P(yáng)機(jī) 為了提高機(jī)械化水平，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，國(guó)外大力發(fā)展小型手提式卷?yè)P(yáng)機(jī)。4.大力發(fā)展不帶動(dòng)力源裝置的卷?yè)P(yáng)機(jī)。歐美國(guó)家非常重視發(fā)展借助汽車和拖拉機(jī)動(dòng)力的卷?yè)P(yáng)機(jī)。3 卷?yè)P(yáng)機(jī)的工作原理及基本結(jié)構(gòu)卷?yè)P(yáng)機(jī)（又叫絞車）是由人力或機(jī)械動(dòng)力驅(qū)動(dòng)卷筒、卷繞繩索來(lái)完成牽引工作的裝置?？梢源怪?、水平或傾斜拽引重物。卷?yè)P(yáng)機(jī)分為手動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)和電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)兩種?，F(xiàn)在以電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)為主。電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)由于操作方法不同，其結(jié)構(gòu)相差很大。通常分為電控卷?yè)P(yáng)機(jī)和溜放型卷?yè)P(yáng)機(jī)。電控卷?yè)P(yáng)機(jī)是通過(guò)通電或斷電來(lái)實(shí)現(xiàn)卷?yè)P(yáng)機(jī)的工作或制動(dòng)。物料的提升或下降由電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)，操作簡(jiǎn)單方便。此類卷?yè)P(yáng)機(jī)大多是單卷筒的。如1.圓柱齒輪減速器快速建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)（圖1-1）。2.圓柱齒輪減速器加開式齒輪（圖1-2）。3.定軸輪系傳動(dòng)建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)（圖1-3）等。 圖1-1 圓柱齒輪減速器快速建筑卷?yè)P(yáng)機(jī) 圖1-2 圓柱齒輪減速器加開式齒輪而溜放型卷?yè)P(yáng)機(jī)的下降是靠重物的重力下降，并帶動(dòng)卷筒反轉(zhuǎn)，此時(shí)電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)。如定軸齒輪傳動(dòng)（圖1-4）3-5。 圖1-3定軸輪系傳動(dòng)建筑卷?yè)P(yáng)機(jī) 圖1-4 定軸齒輪傳動(dòng)4.卷?yè)P(yáng)機(jī)的傳動(dòng)裝置按照卷?yè)P(yáng)機(jī)傳動(dòng)形式的不同，可以分為很多不同種類：1.開式齒輪傳動(dòng) 最早的形式。主要用于手動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)；2.閉式圓柱齒輪傳動(dòng) 主要為快速單筒卷?yè)P(yáng)機(jī)，如圓柱齒輪減速器、一字型同軸齒輪傳動(dòng)等；3.圓錐-圓柱齒輪減速器；4.蝸桿傳動(dòng)減速器；5.圓柱齒輪減速器加開式齒輪傳動(dòng)；6.蝸桿減速器加開式齒輪傳動(dòng)；7.行星齒輪傳動(dòng)；8.液壓傳動(dòng)。由于齒輪傳動(dòng)具有工作可靠、傳動(dòng)比準(zhǔn)確、傳動(dòng)效率高、壽命長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)緊湊及傳遞的速度和功率范圍較廣等特點(diǎn)，目前絕大多數(shù)的卷?yè)P(yáng)機(jī)都采用了齒輪傳動(dòng)形式。其中最常見(jiàn)的圓柱齒輪傳動(dòng)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便，應(yīng)用非常廣泛6。但其缺點(diǎn)也相當(dāng)明顯，和蝸桿-渦輪傳動(dòng)減速器一樣，其承載能力一般、本站龐大、工作時(shí)有很多的噪音。應(yīng)此行星輪傳動(dòng)逐漸被重視。在行星輪傳動(dòng)中，通過(guò)兩條或更多的載荷路線傳遞功率，而不是通過(guò)簡(jiǎn)單的齒輪嚙合的得單一載荷路線傳遞功率。 應(yīng)此，與平行軸傳動(dòng)相比，其尺寸更緊湊、箱體結(jié)構(gòu)較好、承載能力更強(qiáng)、重量更輕7。在此基礎(chǔ)上，人們又研發(fā)出了雙驅(qū)動(dòng)行星輪傳動(dòng)，它是利用行星齒輪的差動(dòng)傳動(dòng)原理設(shè)計(jì)的，由一個(gè)差動(dòng)行星輪機(jī)構(gòu)和一個(gè)封閉行星齒輪機(jī)構(gòu)組成，它既具有行星輪差動(dòng)傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，又具有封閉行星輪傳動(dòng)的優(yōu)勢(shì)，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功率的匯流和分流封閉的過(guò)程，二者的結(jié)合使得該產(chǎn)品的功能增強(qiáng)，調(diào)速范圍更廣，承載能力更大，以及可實(shí)現(xiàn)微調(diào)技術(shù)等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)8-11。此外，還有液壓傳動(dòng)。與傳統(tǒng)齒輪傳動(dòng)相比，液壓傳動(dòng)能提供更大的動(dòng)力，工作時(shí)也比較穩(wěn)定。由于其質(zhì)量輕、慣性小、反應(yīng)快，液壓裝置易于實(shí)現(xiàn)快速啟動(dòng)、制動(dòng)和頻繁的換向12,13。還有其最大的優(yōu)點(diǎn)是易于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)，這對(duì)安全生產(chǎn)有著很大的意義。5. 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)如今，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，其快捷、可復(fù)制、便于傳播、參與性強(qiáng)、方便修改的特點(diǎn)，為設(shè)計(jì)者帶來(lái)了很大的幫助。與以前手工制作的耗時(shí)、耗力、耗材的傳統(tǒng)模式相比，它讓我們有更多的時(shí)間來(lái)思考、驗(yàn)證、修改、深入我們的設(shè)計(jì)，并啟發(fā)我們進(jìn)行更多的嘗試14。通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)人們可以進(jìn)行大量低成本的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)及開發(fā)。對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域，我們常用的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件有AutoCAD、Pro/E等。6. 仿真分析仿真是通過(guò)建立系統(tǒng)模型并對(duì)所研究的實(shí)際或設(shè)想的系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)研究的方法或過(guò)程。結(jié)構(gòu)仿真分析是以計(jì)算機(jī)和仿真軟件為工具，對(duì)結(jié)構(gòu)的載荷作用下的響應(yīng)行為進(jìn)行數(shù)值模擬，從而給出結(jié)構(gòu)性能的評(píng)估和預(yù)測(cè)的理論和方法。常用軟件有Pro/e、ANSYS等，本文主要采用Pro/e進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析和運(yùn)動(dòng)仿真15。7. 總結(jié) 通過(guò)對(duì)卷?yè)P(yáng)機(jī)的工作原理、卷?yè)P(yáng)機(jī)傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)和運(yùn)動(dòng)仿真分析的了解，明確了研究設(shè)計(jì)的內(nèi)容及手段，為后續(xù)的設(shè)計(jì)工作奠定了基礎(chǔ)。參考文獻(xiàn)1 史超. 我國(guó)建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展J. 建筑機(jī)械，1992（11）：24-25.2 齊治國(guó)，張義舉，趙燦等. 建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)設(shè)計(jì)M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1996. 14-18.3 王華坤，范元?jiǎng)? 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)M. 北京：兵器工業(yè)出版社，2001.4 蔣麗敏，黨祖祺等. 機(jī)械傳動(dòng)M. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械出版社，1983.173-174.5 毛友新. 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)M. 武漢：華中科技大學(xué)出版社，2004.6 薩本佶. 高速齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1986.7 美P.林旺德. 齒輪傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)和應(yīng)用M. 上海：上?？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，1989.172-181.8 李蕾，屈力剛，苗衛(wèi)東. 建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)擺針輪行星減速器優(yōu)化設(shè)計(jì)J. 沈陽(yáng)航空工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2002，19（3）.9 林超，李潤(rùn)方，施成越等. 雙速卷?yè)P(yáng)機(jī)減速器多流傳動(dòng)系統(tǒng)的分析與現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法C. 第五屆海外青年設(shè)計(jì)與制作科學(xué)會(huì)議,2002.10 盧子馨，傅則紹. 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)M. 山東：石油大學(xué)出版社，1994.11 施成超，李潤(rùn)方，林超. 雙驅(qū)動(dòng)行星傳動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)多級(jí)優(yōu)化設(shè)計(jì)J. 建筑機(jī)械，2005（8）.12 王積偉，章宏甲，黃誼. 液壓與氣壓傳動(dòng)M. 第2版，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.13 孫霞. 100kn液壓卷?yè)P(yáng)機(jī)的設(shè)計(jì)J. 探礦工程，2000（3）.14 巴濤，郭宇. 高校計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的應(yīng)用J. 內(nèi)江科技，2006（5）.15 蘇榮華，梁冰. 結(jié)構(gòu)仿真分析-ANSYS應(yīng)用M. 沈陽(yáng)：東北大學(xué)出版社，2005.開 題 報(bào) 告本課題要研究或解決的問(wèn)題和擬采用的研究手段（途徑）：本課題主要研究卷?yè)P(yáng)機(jī)傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)，運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)建立傳動(dòng)裝置的裝配模型及主要零件圖紙并通過(guò)仿真分析軟件對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析與運(yùn)動(dòng)仿真，具體措施如下：1）在了解卷?yè)P(yáng)機(jī)工作原理的基礎(chǔ)上，根據(jù)要求確定卷?yè)P(yáng)機(jī)傳動(dòng)裝置的總體方案，并建立其傳動(dòng)參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)。2) 通過(guò)計(jì)算分析各個(gè)參數(shù)，對(duì)卷?yè)P(yáng)機(jī)傳動(dòng)裝置進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。3）運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)建立傳動(dòng)裝置的裝配模型以及主要零件的工程圖紙，這里主要通過(guò)Pro/e和AutoCAD這兩個(gè)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。4）運(yùn)用運(yùn)動(dòng)仿真分析軟件對(duì)卷?yè)P(yáng)機(jī)傳動(dòng)裝置進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析及運(yùn)動(dòng)仿真，并記錄數(shù)據(jù)。5）對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)分析設(shè)計(jì)并總結(jié)。6）完成設(shè)計(jì)并撰寫說(shuō)明書。 開 題 報(bào) 告指導(dǎo)教師意見(jiàn)：1對(duì)“文獻(xiàn)綜述”的評(píng)語(yǔ)：2對(duì)本課題的深度、廣度及工作量的意見(jiàn)和對(duì)設(shè)計(jì)（論文）結(jié)果的預(yù)測(cè)： 指導(dǎo)教師： 年 月 日所在專業(yè)審查意見(jiàn)： 負(fù)責(zé)人： 年 月 日外文資料翻譯系： 專 業(yè)： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： (用外文寫)外文出處： ANALYSIS OF TRANSMISSION CHARACTERISTICS OF COSINE GEAR DRIVE 附 件： 1.外文資料翻譯譯文；2.外文原文。 指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)： 簽名： 年 月 日注：請(qǐng)將該封面與附件裝訂成冊(cè)。附件1：外文資料翻譯譯文余弦齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)特性分析摘要：本文將基于數(shù)學(xué)模型分析一種的新型余弦齒輪傳動(dòng)的幾個(gè)特性，比如重合度、滑動(dòng)系數(shù)、接觸應(yīng)力和彎曲應(yīng)力等。同時(shí)還與漸開線齒輪傳動(dòng)的這些特性進(jìn)行了對(duì)比研究。分析了一些設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)傳動(dòng)的影響，包括輪齒的數(shù)目、壓力角、接觸應(yīng)力及彎曲應(yīng)力等。并且驗(yàn)證了以下結(jié)論：余弦齒輪傳動(dòng)的重合度大約為1.2到1.3左右，與漸開線齒輪傳動(dòng)相比縮減了20%；余弦齒輪傳動(dòng)的滑動(dòng)系數(shù)小于漸開線齒輪傳動(dòng)；余弦齒輪傳動(dòng)的接觸應(yīng)力和彎曲應(yīng)力比漸開線齒輪傳動(dòng)低；隨著輪齒數(shù)目的增加以及壓力角的增大，其接觸應(yīng)力和彎曲應(yīng)力會(huì)逐漸降低。關(guān)鍵詞：齒輪傳動(dòng) 余弦齒形 重合度 滑動(dòng)系數(shù) 應(yīng)力引言目前，在齒輪的設(shè)計(jì)中，漸開線齒輪、圓形齒輪及擺線針輪行星傳動(dòng)這三種類型被廣泛應(yīng)用。由于其不同的優(yōu)缺點(diǎn)，它們被應(yīng)用于各種不同的場(chǎng)合。隨著計(jì)算機(jī)數(shù)字控制技術(shù)（數(shù)控）的發(fā)展，大量文獻(xiàn)提出了有關(guān)齒輪成形的結(jié)構(gòu)和方法等方面的研究報(bào)告。ARIGA等人2利用一種結(jié)合了圓弧和漸開線的齒輪銑刀制造出新型的“維爾德哈貝爾-諾維科夫”齒輪。這種特殊的齒形可以解決常規(guī)W-N齒輪對(duì)中心距變化敏感的問(wèn)題。TSAY等人3研究了一種由漸開線及圓弧夠成的螺旋齒輪，這種齒輪在任何時(shí)刻的齒面接觸都是一個(gè)點(diǎn)而不是一條直線。KOMORI等4開發(fā)了一種邏輯齒輪，其在各接觸點(diǎn)的相對(duì)曲率為零。這種齒輪與漸開線齒輪相比具有更高的耐久性和強(qiáng)度。ZHAO等人5提出了微線段齒輪的生成過(guò)程。ZHANG等人6提出了雙漸開線曲線的概念，這是一種聯(lián)系在一起的過(guò)度曲線，并最終形成階梯形的齒牙。LUO等人7提出了余弦齒輪傳動(dòng)，它采用了余弦曲線的零線作為分度圓，余弦曲線的波長(zhǎng)作為齒間距，而齒頂高就是余弦曲線的振幅。如圖.1所示，在分度圓附近或以上的區(qū)域即齒頂高部分，余弦齒輪的齒廓與漸開線齒輪非常接近。但在齒根區(qū)域，余弦齒輪的齒厚比漸開線齒輪的齒厚更大。在數(shù)學(xué)模型中，基于齒輪嚙合理論，很多方程式包括余弦齒輪齒廓方程、共軛齒廓方程及運(yùn)動(dòng)路線方程等都已建立。同時(shí)還建立了余弦齒輪的實(shí)體模型，并對(duì)齒輪傳動(dòng)的嚙合進(jìn)行了仿真分析8。這項(xiàng)工作的目的就是在于分析余弦齒輪傳動(dòng)的特性。接下來(lái)的文章將分為三節(jié)。第一節(jié)，主要是對(duì)余弦齒輪傳動(dòng)數(shù)學(xué)模型的介紹。第二節(jié)，主要對(duì)余弦齒輪傳動(dòng)的幾個(gè)特性進(jìn)行了分析，包括重合度、滑動(dòng)系數(shù)、接觸應(yīng)力及彎曲應(yīng)力等。并與漸開線齒輪傳動(dòng)的這些特性進(jìn)行了對(duì)比研究。分析一些設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)齒輪傳動(dòng)的影響，包括輪齒的數(shù)目、壓力角、接觸應(yīng)力及彎曲應(yīng)力等。最后將在第三節(jié)對(duì)研究進(jìn)行總結(jié)。圖.1 余弦齒輪與漸開線齒輪1 余弦齒輪傳動(dòng)的數(shù)學(xué)模型根據(jù)參考文獻(xiàn)8，余弦齒廓、共軛齒廓及運(yùn)動(dòng)路線方程可以表示成如下方程式 (1) (2) (3)式中：m和Z1 代表模量和齒數(shù)，h、I 和 a 分別表示齒頂高、重合度和中心距，是相對(duì)于 坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)角如圖.2所示，是余弦曲線上任意點(diǎn)處的切線與x1 軸的交角，1是齒輪1的旋轉(zhuǎn)角，可以通過(guò)如下公式得到圖.2 余弦齒輪傳動(dòng)的原理2 余弦齒輪傳動(dòng)的特性基于數(shù)學(xué)模型，分析余弦齒輪傳動(dòng)的三個(gè)重要特性：重合度、滑動(dòng)系數(shù)和應(yīng)力。包括將這些特性與漸開線齒輪傳動(dòng)進(jìn)行對(duì)比研究。2.1 重合度重合度可以表示一對(duì)齒輪在嚙合時(shí)的平均輪齒對(duì)數(shù)，其定義為一對(duì)輪齒從剛開始嚙合到分離時(shí)齒輪所旋轉(zhuǎn)的角度9。如圖.3所示，余弦齒輪的重合度可以如下表示： (4)式中： 和 分別表示當(dāng)及 時(shí)的旋轉(zhuǎn)角，它們可以通過(guò)公式(3)計(jì)算得到。圖.3 余弦齒輪傳動(dòng)的重合度通過(guò)使用數(shù)學(xué)軟件Matlab，列舉了三個(gè)例子如數(shù)表1所示。同時(shí)在表1中還列出了漸開線齒輪傳動(dòng)的參數(shù)，以方便進(jìn)行對(duì)比。根據(jù)表1可知，余弦齒輪傳動(dòng)的重合度為1.2到1.3左右，這比漸開線齒輪傳動(dòng)的重合度縮減了20%。根據(jù)參考文獻(xiàn)10-11，在齒輪泵的應(yīng)用中，齒輪的重合度約為1.1到1.3，因此，余弦齒輪傳動(dòng)可以應(yīng)用于齒輪泵領(lǐng)域。表1 余弦齒輪傳動(dòng)的重合度齒數(shù)齒數(shù)模量余弦齒輪傳動(dòng)漸開線齒輪傳動(dòng)153231.2641.575174031.2431.614216031.2401.6772.2 滑動(dòng)系數(shù)滑動(dòng)系數(shù)是指齒輪在一個(gè)嚙合周期的滑移量。由于摩擦變小，較低的滑動(dòng)系數(shù)將會(huì)有更大的動(dòng)力傳動(dòng)效率?；瑒?dòng)系數(shù)被定義為其滑動(dòng)弧長(zhǎng)的比例相當(dāng)于平面嚙合時(shí)的弧長(zhǎng)比例。滑動(dòng)系數(shù)和可以由如下公式表示12： (5)式中：和分別表示兩齒輪分度圓的半徑； L表示點(diǎn)H在坐標(biāo)系的縱坐標(biāo)； H是接觸點(diǎn)法線與O1O2 線的交點(diǎn)，如圖.4所示。圖.4 余弦齒輪傳動(dòng)的相當(dāng)滑動(dòng) 因此，直線PH的斜率k可以由如下公式表示 (6)帶入公式（3）代人公式（6）可得： (7)式中： 和 分別是 和 與 的差，可以表示成如下公式:式中： 因此，點(diǎn)H在坐標(biāo)系上的縱坐標(biāo)可以表示為： (8)式中：（x0，y0）表示接觸點(diǎn)在坐標(biāo)系上的坐標(biāo)。將公式（3）和公式（7）代人公式（8）可得： (9)式中： 而 ， 和 可以由下列公式得到：將 和公式（9）代人公式（5）就可得到滑動(dòng)系數(shù)。這種齒輪被設(shè)計(jì)成模數(shù)m=3 mm，齒數(shù)Z1=35，傳動(dòng)比i=2 。漸開線齒輪的壓力角為200，余弦齒輪的壓力角為220。根據(jù)公式（5）-（9），建立余弦齒輪傳動(dòng)的主動(dòng)輪及從動(dòng)輪的滑動(dòng)系數(shù)曲線圖，如圖.5所示。同時(shí)，為了方便進(jìn)行對(duì)比，在圖.5上還畫出了漸開線齒輪傳動(dòng)的滑動(dòng)系數(shù)13。根據(jù)圖.5可知余弦齒輪傳動(dòng)的滑動(dòng)系數(shù)小于漸開線齒輪傳動(dòng)，這可以幫助改善其傳動(dòng)性能。(a) 主動(dòng)輪(b) 從動(dòng)輪圖.5 余弦齒輪傳動(dòng)的滑動(dòng)系數(shù)2.3 接觸應(yīng)力和彎曲應(yīng)力一般情況下，組成一個(gè)有限元模型的有限單元越多，其分析的結(jié)果越精確。然而，整個(gè)齒輪傳動(dòng)的有限元模型是首選地，特別是考慮到計(jì)算機(jī)的內(nèi)存限制和節(jié)約計(jì)算時(shí)間的需要。本文建立了余弦齒輪傳動(dòng)的三種接觸齒形的有限元模型。其中兩個(gè)模型是基于真實(shí)的齒輪幾乎尺寸，使用Pro/E軟件建立齒輪的齒形，并輸出IGES格式文件 ，然后輸入ANSYS軟件進(jìn)行應(yīng)力分析。使用下列設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)余弦齒輪傳動(dòng)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算：Z1=25，Z2=40，m=3 mm， ，寬度b=75 mm?；诹W(xué)性能的彈性模量E=210 Gpa。泊松比。扭矩為98790 Nmm。每個(gè)模型的兩面應(yīng)盡量的遠(yuǎn)，圓角的選擇應(yīng)足以適用沿邊界的剛性約束。選擇輪齒下面足夠大的部分作為固定邊界。網(wǎng)狀區(qū)域使用平面-82單元。有限元模型如圖.6所示，共有3373個(gè)單元和10053個(gè)節(jié)點(diǎn)?？紤]了有關(guān)接觸的兩個(gè)問(wèn)題：微小滑動(dòng)和無(wú)摩擦。圖.7展示了馮-米塞斯應(yīng)力的等高線圖。計(jì)算結(jié)果在填入表2。圖.6 有限元分析的應(yīng)用模型圖.7 余弦齒輪傳動(dòng)的應(yīng)力分布（MPa）表2 最大彎曲應(yīng)力和接觸應(yīng)力 MPa齒輪接觸應(yīng)力彎曲應(yīng)力彎曲應(yīng)力（張力）（壓力）余弦齒輪498.9886.0495.59漸開線齒輪641.58115.24134.00 圖.8 為在相同參數(shù)下的漸開線齒輪傳動(dòng)的應(yīng)力分布圖，為了方便進(jìn)行對(duì)比。在輪齒圓角接觸面獲得的彎曲應(yīng)力視為拉伸應(yīng)力，而在輪齒背面的視為壓縮應(yīng)力。圖.8 漸開線齒輪傳動(dòng)的應(yīng)力分布（MPa）從獲得的數(shù)值結(jié)果中可以得到以下結(jié)論：與漸開線齒輪相比，改成余弦后期最大接觸應(yīng)力減速了約22.23%；余弦齒輪彎曲應(yīng)力中的拉伸應(yīng)力比漸開線齒輪減少了25.34%，而壓縮應(yīng)力比漸開線齒輪減少了28.67%；余弦齒輪在應(yīng)用中允許減少其接觸和彎曲應(yīng)力。2.4 設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)應(yīng)力的影響用兩個(gè)例子，在有限元模型的基礎(chǔ)上對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)的影響進(jìn)行說(shuō)明，設(shè)計(jì)參數(shù)包括輪齒數(shù)目、壓力角、接觸和彎曲應(yīng)力等例子1：齒輪的壓力角，在分度圓上，模量m=3 mm，寬b=75 mm。其他主要參數(shù)在表.3中顯示表3 齒輪的主要設(shè)計(jì)參數(shù)（例子1）序號(hào)齒數(shù) Z1傳動(dòng)比 i1201.62251.63301.6使用上述材料參數(shù)，通過(guò)ANSYS軟件同時(shí)對(duì)三組余弦齒輪的接觸和彎曲應(yīng)力進(jìn)行分析。結(jié)果如圖.9，圖.7及圖.10所示，接觸與彎曲應(yīng)力的數(shù)值如表4所示。根據(jù)表4可知隨著輪齒數(shù)目的增加，接觸應(yīng)力和彎曲應(yīng)力會(huì)逐漸減小。此例子中，當(dāng)齒數(shù)Z1=20時(shí)，其接觸應(yīng)力、拉伸和壓縮彎曲應(yīng)力分別為569.76MPa、117.51MPa和124.98MPa，當(dāng)齒數(shù)Z1=30時(shí)，它們分別為410.61MPa、64.52MPa和74.41MPa。圖.9 余弦齒輪傳動(dòng)的應(yīng)力分析（Z1=20）(MPa)圖.10 余弦齒輪傳動(dòng)的應(yīng)力分布（Z1=30）(MPa)表4 余弦齒輪在不同齒數(shù)下的應(yīng)力 MPa齒數(shù)接觸應(yīng)力彎曲應(yīng)力彎曲應(yīng)力Z1（拉伸）（壓縮）20569.76117.51124.9825498.9886.0495.5930410.6164.5274.41 例子2：齒輪的模量m=3 mm，齒數(shù)Z1=25，寬b=75 mm。其他主要參數(shù)如表5所示。表5 齒輪的主要計(jì)算參數(shù)（例子2）序號(hào)壓力角 /(0)傳動(dòng)比 i1221.62231.63241.6使用上述材料參數(shù)，通過(guò)ANSYS軟件對(duì)其接觸應(yīng)力和彎曲應(yīng)力進(jìn)行分析。結(jié)果如圖.7、圖.11和圖.12所示，接觸應(yīng)力和彎曲應(yīng)力的數(shù)值如表6所示。圖.11 余弦齒輪傳動(dòng)的應(yīng)力分析（=230）（MPa）圖.12 余弦齒輪傳動(dòng)的應(yīng)力分布（=240）（MPa）表 6 不同壓力角下余弦齒輪的應(yīng)力壓力角接觸應(yīng)力彎曲應(yīng)力彎曲應(yīng)力/(0)（拉伸）（壓縮）22498.9886.0495.5923448.9680.8991.0224395.4371.8186.32根據(jù)表6，接觸應(yīng)力和彎曲應(yīng)力的大小隨著壓力角的增大而減小。此例子中，當(dāng)壓力角=220時(shí)，其接觸應(yīng)力、拉伸和壓縮彎曲應(yīng)力分布為498.98MPa、86.04MPa和95.59MPa，當(dāng)壓力角=240時(shí)，它們分別為395.43MPa、71.84MPa和86.32MPa。3 總結(jié)研究了一種新型的齒輪傳動(dòng)余弦齒輪傳動(dòng)。這種齒輪以余弦曲線作為齒廓?；跀?shù)學(xué)模型對(duì)余弦齒輪的特性進(jìn)行了研究，包括重合度、滑動(dòng)系數(shù)和應(yīng)力。分析了設(shè)計(jì)參數(shù)的影響，包括輪齒數(shù)目、分度圓上的壓力角及應(yīng)力等。研究所得到的結(jié)果得出了以下結(jié)論。（1）根據(jù)表1，余弦齒輪傳動(dòng)的重合度約為1.2到1.3，比漸開線齒輪傳動(dòng)縮減了20%。（2）根據(jù)圖.5 余弦齒輪傳動(dòng)的滑動(dòng)系數(shù)略低于漸開線齒輪傳動(dòng)。（3）余弦齒輪傳動(dòng)的接觸和彎曲應(yīng)力比漸開線齒輪傳動(dòng)低。研究顯示，在第2節(jié)所給出的參數(shù)下，余弦齒輪傳動(dòng)的最大接觸應(yīng)力與漸開線齒輪傳動(dòng)相比減小了22.23%，其壓縮彎曲應(yīng)力與漸開線齒輪傳動(dòng)相比減小了28.67%。（4）根據(jù)有限元模型例子可得，接觸應(yīng)力和彎曲應(yīng)力都隨著齒數(shù)和壓力角的增大而減小。（5）余弦齒輪傳動(dòng)是一種新型的齒輪傳動(dòng)，因此，其他的一些特性，如檢測(cè)、對(duì)中心距變化的敏感度以及其制造過(guò)程等都應(yīng)在將來(lái)進(jìn)行仔細(xì)的研究分。 附件2：外文原文（復(fù)印件） 第 53 頁(yè) 共 53 頁(yè)1 引言卷?yè)P(yáng)機(jī)是一種常見(jiàn)的提升設(shè)備，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、可靠性高，被廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)。通常情況下卷?yè)P(yáng)機(jī)都是采用電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)，由于電動(dòng)機(jī)輸出地轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于卷?yè)P(yáng)機(jī)中滾筒的轉(zhuǎn)速，所以必須設(shè)計(jì)減速的傳動(dòng)裝置。傳動(dòng)裝置的種類多種多樣，如皮帶減速器、鏈條減速器、齒輪減速器、渦輪蝸桿減速器、二級(jí)齒輪減速器等等1。通過(guò)合理的設(shè)計(jì)傳動(dòng)裝置，使得卷?yè)P(yáng)機(jī)能夠在特定的工作環(huán)境下滿足正常的工作要求。同時(shí)通過(guò)本設(shè)計(jì)將所學(xué)過(guò)的理論知識(shí)進(jìn)行綜合應(yīng)用，做到理論聯(lián)系實(shí)際，進(jìn)一步掌握傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)過(guò)程。2 傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)2.1 擬定傳動(dòng)方案?jìng)鲃?dòng)裝置的設(shè)計(jì)方案一般用運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖表示。它直觀的反映了工作機(jī)、傳動(dòng)裝置和原動(dòng)機(jī)三者之間的運(yùn)動(dòng)和力的傳遞關(guān)系。傳動(dòng)方案首先應(yīng)滿足工作機(jī)的性能要求，適應(yīng)工作條件、工作可靠。此外，還應(yīng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸簡(jiǎn)湊、成本低，效率高和便于使用和維護(hù)等。要同時(shí)滿足上述要求，常常是困難的，因此，應(yīng)根據(jù)具體的設(shè)計(jì)任務(wù)側(cè)重地保證主要設(shè)計(jì)要求，選用比較合理的方案2。本次設(shè)計(jì)任務(wù)對(duì)傳動(dòng)裝置沒(méi)有太多要求，只要其在一般工作條件和環(huán)境下能夠正常工作即可，因此本設(shè)計(jì)才用展開式二級(jí)圓柱直齒輪減速器，減速器與電動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間有聯(lián)軸器聯(lián)接，傳動(dòng)方案運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖2.1所示；圖2.1 卷?yè)P(yáng)機(jī)傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)效率高，適用的功率和速度范圍廣，使用壽命長(zhǎng)，是現(xiàn)代機(jī)器中應(yīng)用最為廣泛的機(jī)構(gòu)之一。二級(jí)齒輪減速器的傳動(dòng)比一般為8-40，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用也最為廣泛，而展開式的主要特點(diǎn)是齒輪相對(duì)于軸承不對(duì)稱布置，因而沿齒向載荷分布不均，要求軸有較大的剛度3-5。2.2 電動(dòng)機(jī)的選擇原動(dòng)機(jī)的種類，無(wú)特殊要求，均選用交流電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)為系列化產(chǎn)品。機(jī)械設(shè)計(jì)中僅需根據(jù)工作機(jī)的工作情況，合理選擇電動(dòng)機(jī)的類型、結(jié)構(gòu)形式、容量和轉(zhuǎn)速，提出具體的電動(dòng)機(jī)型號(hào)6。2.2.1 選擇電動(dòng)的功率所需電動(dòng)機(jī)工作功率為： 式（2-1）式中： 工作機(jī)所需功率，指輸入工作機(jī)軸的功率，kW。 由電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)的總效率。工作機(jī)所需功率由工作的工作助力和運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算求得 式（2-2）或 式（2-3）式中：F工作機(jī)的助力，N V工作機(jī)的線速度，m/s T工作機(jī)的助力矩， 工作機(jī)轉(zhuǎn)速，r/min總效率按下式計(jì)算： 式（2-4）其中分別為傳動(dòng)裝置中每一傳動(dòng)副（齒輪、蝸桿、帶或鏈）、每對(duì)軸承或每個(gè)聯(lián)軸器的效率。通過(guò)查設(shè)計(jì)手冊(cè)得個(gè)部分效率為：聯(lián)軸器效率；滾動(dòng)軸承的效率（一對(duì)）；閉式圓柱齒輪傳動(dòng)效率；滾筒效率；代入公式（2-4）得：計(jì)算輸入功率:使電動(dòng)機(jī)的額定功率，查設(shè)計(jì)手冊(cè)得電動(dòng)機(jī)的額定功率。2.2.2 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇為使傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)合理，可以根據(jù)工作機(jī)轉(zhuǎn)速要求和各傳動(dòng)副的合理傳動(dòng)比范圍推算電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍，即 式（2-5）式中 電動(dòng)機(jī)可選轉(zhuǎn)速范圍，r/min; 傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比的合理范圍； 各級(jí)傳動(dòng)副傳動(dòng)比的合理范圍； 工作機(jī)轉(zhuǎn)速，r/min。計(jì)算滾筒工作轉(zhuǎn)速： 查設(shè)計(jì)手冊(cè)得二級(jí)齒輪傳動(dòng)比的范圍為8-40則電動(dòng)機(jī)的可選轉(zhuǎn)速為：2.2.3 電動(dòng)機(jī)型號(hào)的確定根據(jù)以上計(jì)算，綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的情況，最終可確定轉(zhuǎn)速為723r/min，根據(jù)所需的額定功率及轉(zhuǎn)速查設(shè)計(jì)手冊(cè)最終確定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為Y160L-8，額定功率為7.5kw，轉(zhuǎn)速為723r/min，額定轉(zhuǎn)矩為2.0 。2.3 計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比2.3.1 總傳動(dòng)比根據(jù)電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速 和工作機(jī)轉(zhuǎn)速 ，可得傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比為2.3.2 分配各級(jí)傳動(dòng)比合理分配總傳動(dòng)比，可以使傳動(dòng)裝置得到較小的外輪廓尺寸或較輕的重量，以實(shí)現(xiàn)降低成本和結(jié)構(gòu)緊湊的目的；也可以使傳動(dòng)零件獲得較低的圓周速度以減小齒輪動(dòng)載和降低傳動(dòng)精度等級(jí)的要求；還可以使齒輪有較好的潤(rùn)滑條件。展開式二級(jí)圓柱齒輪減速器，考慮潤(rùn)滑條件，應(yīng)使兩個(gè)大齒輪直徑相近，低速級(jí)大齒輪略大些，按 ，這里取 則式中： 為高速級(jí)傳動(dòng)比； 為低速級(jí)傳動(dòng)比。2.4 傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算為進(jìn)行傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)技術(shù)，應(yīng)將工作要求的功率或轉(zhuǎn)矩推算到各軸上，分別求出各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩。設(shè) 為相連兩軸間的傳動(dòng)比； 為相連兩軸間的傳動(dòng)效率； 為各軸的輸入功率kw； 為各軸的輸入轉(zhuǎn)矩； 為各軸的轉(zhuǎn)速r/min;則可由電動(dòng)機(jī)軸至工作機(jī)軸反向依次推算，得各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)。2.4.1 各軸轉(zhuǎn)速 式（2-6）式中 電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速r/min；電動(dòng)機(jī)軸至1軸的傳動(dòng)比。電動(dòng)機(jī)軸： r/min1軸（高速軸）： r/min2軸（中間軸）： r/min3軸（低速軸）： r/min4軸（滾筒軸）： r/min2.4.2 各軸功率 式（2-7）式中 電動(dòng)機(jī)的實(shí)際輸出功率kw； 電動(dòng)機(jī)軸與1軸間的傳動(dòng)效率。電動(dòng)機(jī)軸：1軸（高速軸）：2軸（中間軸）：3軸（低速軸）：4軸（滾筒軸）：2.4.3 各軸轉(zhuǎn)矩 式（2-8）其中電動(dòng)機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩為 式（2-9）電動(dòng)機(jī)軸：1軸（高速軸）：2軸（中間軸）：3軸（低速軸）：4軸（滾筒軸）：2.4.4 制作參數(shù)表將上述計(jì)算結(jié)果列入表中，供以后設(shè)計(jì)計(jì)算使用表2.1 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)表軸功率P（kw）轉(zhuǎn)矩T()轉(zhuǎn)速n(r/min)電動(dòng)機(jī)軸6.1280.847231軸（高速軸）6.0680.037232軸（中間軸）5.76525.38104.693軸（低速軸）5.482463.6721.224軸（滾筒軸）5.322390.2521.223 直齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算3.1 高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1.1 選擇齒輪的類型、材料、精度和齒數(shù)（1）按已知條件，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。（2）大小齒輪材料采用45鋼調(diào)質(zhì)處理，硬度差為40HBS可以提高大齒輪齒面的疲勞。（3）精度選擇7級(jí)精度。（4）選擇小齒輪齒數(shù)，則 取3.1.2 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算根據(jù)以下設(shè)計(jì)公式進(jìn)行計(jì)算： 式（3-1）（1）確定上式中的各參數(shù) 試選載荷系數(shù)； 小齒輪傳遞的扭矩為： 查設(shè)計(jì)手冊(cè)，選齒寬系數(shù)； 查設(shè)計(jì)手冊(cè)，得彈性影響系數(shù) ； 查設(shè)計(jì)手冊(cè)，查得大、小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限為 重合度系數(shù)，端面重合度 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 次 次 查設(shè)計(jì)手冊(cè)，得接觸疲勞壽命系數(shù)； 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力：取安全系數(shù)，則（2）計(jì)算 將中的較小的值代入公式（3-1）得 計(jì)算小齒輪分度圓圓周速度v 計(jì)算齒寬b 計(jì)算齒寬和齒高之比b/h 模數(shù) 齒高 計(jì)算載荷系數(shù)查設(shè)計(jì)手冊(cè)，由，7級(jí)精度得 查設(shè)計(jì)手冊(cè)，得 查設(shè)計(jì)手冊(cè)，得 查設(shè)計(jì)手冊(cè)，得 查設(shè)計(jì)手冊(cè)，得 按實(shí)際載荷系數(shù)修正， 計(jì)算模數(shù) m3.1.3 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)公式為 式（3-2）（1）確定設(shè)計(jì)公式中的參數(shù) 查設(shè)計(jì)手冊(cè)，得大、小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限； 查設(shè)計(jì)手冊(cè)，得彎曲疲勞壽命系數(shù)； 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力：取安全系數(shù)S=1.4則 計(jì)算載荷系數(shù)K 查設(shè)計(jì)手冊(cè)，得齒形系數(shù)； 查設(shè)計(jì)手冊(cè)，得應(yīng)力校正系數(shù)； 計(jì)算重合度系數(shù)； 計(jì)算大、小齒輪的值（2）計(jì)算齒輪模數(shù)設(shè)計(jì)公式（3-2）中代人 中的較大值，得由計(jì)算結(jié)果可看出，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m略大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，但由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力僅與齒輪直徑有關(guān)，所以，可取由彎曲強(qiáng)度計(jì)算得的模數(shù)1.7，并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=2 mm。因按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑，這時(shí)需要修正齒數(shù)則 3.1.4 幾何尺寸計(jì)算（1）計(jì)算分度圓直徑 （2）計(jì)算中心距（3）計(jì)算齒輪寬度 取 3.2 低速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算3.2.1 選擇齒輪的類型、材料、精度和齒數(shù)（1）按已知條件，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。（2）大小齒輪材料采用45鋼調(diào)質(zhì)處理，硬度差為40HBS可以提高大齒輪齒面的疲勞。（3）精度選擇7級(jí)精度。（4）選擇小齒輪齒數(shù)，則 取3.2.2 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算根據(jù)以下設(shè)計(jì)公式進(jìn)行計(jì)算： 式（3-3）（1）確定上式中的各參數(shù) 試選載荷系數(shù)； 小齒輪傳遞的扭矩為： 查設(shè)計(jì)手冊(cè)，選齒寬系數(shù)； 查設(shè)計(jì)手冊(cè)，得彈性影響系數(shù) ； 查設(shè)計(jì)手冊(cè)，查得大、小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限為 重合度系數(shù)，端面重合度 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 次 次 查設(shè)計(jì)手冊(cè)，得接觸疲勞壽命系數(shù)； 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力：取安全系數(shù)，則（2）計(jì)算 將中的較小的值代入公式（3-1）得 計(jì)算小齒輪分度圓圓周速度v 計(jì)算齒寬b 計(jì)算齒寬和齒高之比b/h 模數(shù) 齒高 計(jì)算載荷系數(shù) 查設(shè)計(jì)手冊(cè)，由，7級(jí)精度得 查設(shè)計(jì)手冊(cè)，得 查設(shè)計(jì)手冊(cè)，得 查設(shè)計(jì)手冊(cè)，得 查設(shè)計(jì)手冊(cè)，得 按實(shí)際載荷系數(shù)修正， 計(jì)算模數(shù) m3.2.3 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)公式為 式（3-4）（1）確定設(shè)計(jì)公式中的參數(shù) 查設(shè)計(jì)手冊(cè)，得大、小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極 ； 查設(shè)計(jì)手冊(cè)，得彎曲疲勞壽命系數(shù)； 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力：取安全系數(shù)S=1.4則 計(jì)算載荷系數(shù)K 查設(shè)計(jì)手冊(cè)，得齒形系數(shù)； 查設(shè)計(jì)手冊(cè)，得應(yīng)力校正系數(shù)； 計(jì)算重合度系數(shù)； 計(jì)算大、小齒輪的值（2）計(jì)算齒輪模數(shù) 設(shè)計(jì)公式（3-2）中代人 中的較大值，得由計(jì)算結(jié)果可看出，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m略大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，但由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力僅與齒輪直徑有關(guān)，所以，可取由彎曲強(qiáng)度計(jì)算得的模數(shù)2.19，并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=2.5 mm。因按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑，這時(shí)需要修正齒數(shù)則 3.2.4 幾何尺寸計(jì)算（1）計(jì)算分度圓直徑 （2）計(jì)算中心距（3）計(jì)算齒輪寬度 取 建立齒輪幾何尺寸表用上述計(jì)算所得的結(jié)果分別計(jì)算出各齒輪的其他幾何尺寸，并填入表格中。表3.1 齒輪幾何尺寸表名稱代號(hào)高速級(jí)小齒輪高速級(jí)大齒輪低速級(jí)小齒輪低速級(jí)大齒輪齒數(shù)Z2618034168模數(shù)M22.5壓力角200分度圓直徑D5236085420齒頂高22.5齒根高2.53.125齒全高H4.55.625齒頂圓直徑5636490425齒根圓直徑4735578.75413.75中心距A206252.5齒厚B524781764 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是確定軸的結(jié)構(gòu)形狀、各部分的直徑長(zhǎng)度等全部尺寸。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足下列基本要求：保證軸及軸上零件有準(zhǔn)確的工作位置，固定可靠；軸上零件的拆裝和調(diào)整方便，軸具有良好的制造工藝性；軸的結(jié)構(gòu)有利于提高軸的強(qiáng)度、減輕應(yīng)力集中等。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般步驟如下：1、初估軸的直徑各軸可按承受純扭矩并降低許用應(yīng)力（考慮彎矩的影響）的辦法來(lái)初估各軸的直徑d，其分式寫為： 式（3-5）式中：P軸所傳遞的功率，kw；n軸的轉(zhuǎn)速，r/min；A為軸的材料及承載情況確定的系數(shù)，可查有關(guān)教材。對(duì)于非外伸軸，初估直徑常作為與傳動(dòng)零件相配合的直徑（A取大值），并圓整為標(biāo)準(zhǔn)值；對(duì)于外伸軸，初估直徑作為外伸軸端直徑（A取小值），并圓整為標(biāo)準(zhǔn)值，若外伸軸有外接零件（聯(lián)軸器等），d應(yīng)與外接零件孔徑一致（必要時(shí)作適當(dāng)調(diào)整），并滿足鍵的強(qiáng)度要求。2、擬定軸上零件的轉(zhuǎn)配方案并選擇支承的結(jié)構(gòu)型式軸上零件的裝配方案及軸支承結(jié)構(gòu)型式的不同，軸的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸也將不同，可通過(guò)分析比較選擇一個(gè)好的方案。3、在上述1、2步驟的基礎(chǔ)上，考慮對(duì)軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求，確定軸各段直徑及長(zhǎng)度。4.1 高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1.1 初步確定軸的最小直徑根據(jù)公式（3-5）初步確定軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查設(shè)計(jì)手冊(cè)，取A=110 則 輸入軸的最小直徑是用于安裝聯(lián)軸器。為使所選直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，考慮扭矩變化很小，取，則查設(shè)計(jì)手冊(cè)，選用LXZ1型彈性柱銷聯(lián)軸器，許用轉(zhuǎn)矩為560 。從動(dòng)端半聯(lián)軸器的孔徑，所以選取軸徑；與軸配合的得孔長(zhǎng)度為，為保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，軸長(zhǎng)應(yīng)略短于L，取。4.1.2 擬定軸上零件的裝配方案圖4.1 高速軸擬定裝配方案左側(cè)軸承與擋油環(huán)從左側(cè)裝入，右側(cè)軸承、擋油環(huán)及聯(lián)軸器從右側(cè)裝入，齒輪采用齒軸一體設(shè)計(jì)。4.1.3 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度表4.1 確定高速軸各軸段的直徑和長(zhǎng)度位置直徑和長(zhǎng)度(mm)原因1段與半聯(lián)軸器的孔徑相配合為保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上2段滿足半聯(lián)軸器軸向定位要求，制造出一個(gè)軸肩考慮軸承端蓋寬度和半聯(lián)軸器的安裝要求3段與滾動(dòng)軸承的內(nèi)徑配合考慮滾動(dòng)軸承寬度、擋油環(huán)的寬度及壁厚等因素4段過(guò)度段考慮整體長(zhǎng)度5段齒軸一體設(shè)計(jì)以齒輪尺寸為準(zhǔn)同上6段過(guò)度段考慮整體長(zhǎng)度7段同第3段同第3段4.1.4 軸上零件的周向定位半聯(lián)軸器與軸的周向定位采用平鍵聯(lián)接。查設(shè)計(jì)手冊(cè)，取，鍵槽長(zhǎng)36mm，之間的配合為；滾動(dòng)軸承選用深溝球軸承6207，與軸采用過(guò)渡配合實(shí)現(xiàn)周向定位，軸徑公差為m6。4.1.5 確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端倒角；各軸肩的圓角見(jiàn)零件圖。4.2 中間軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.2.1 初步確定軸的最小直徑根據(jù)公式（3-5）初步確定軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查設(shè)計(jì)手冊(cè)，取A=110 則 輸入軸的最小直徑是用于安裝滾動(dòng)軸承。為使所選直徑與滾動(dòng)軸承的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取滾動(dòng)軸承的型號(hào)。根據(jù)計(jì)算的最小直徑，查設(shè)計(jì)手冊(cè)，選取深溝球軸承6309，故取最小軸徑。4.2.2 擬定軸上零件的裝配方案圖4.2 中間軸擬定裝配方案圓柱齒輪、套筒、擋油環(huán)和滾動(dòng)軸承從軸的左端裝入，右端滾動(dòng)軸承和擋油環(huán)從右端裝入。4.2.3 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度表4.2 確定中間軸各軸段的直徑和長(zhǎng)度位置直徑和長(zhǎng)度(mm)原因1段與滾動(dòng)軸承的孔徑相配合考慮滾動(dòng)軸承寬度、擋油環(huán)的寬度及壁厚等因素2段過(guò)度段考慮整體長(zhǎng)度及齒輪到內(nèi)壁的距離3段齒軸一體設(shè)計(jì)以齒輪尺寸為準(zhǔn)齒軸一體設(shè)計(jì)以齒輪尺寸為準(zhǔn)4段齒輪右端采用軸肩定位，應(yīng)制作軸肩考慮整體長(zhǎng)度及軸肩高5段安裝齒輪，有鍵槽，取標(biāo)準(zhǔn)直徑保證齒輪安裝的軸向定位，應(yīng)略短于齒寬6段與滾動(dòng)軸承的孔徑相配合考慮滾動(dòng)軸承、擋油環(huán)及壁厚等因素4.2.4 軸上零件的周向定位齒輪與軸的定位才有平鍵聯(lián)接，查設(shè)計(jì)手冊(cè)，取，鍵槽長(zhǎng)28mm，之間的配合為，滾動(dòng)軸承與軸采用過(guò)渡配合實(shí)現(xiàn)周向定位，軸徑公差為m6。4.2.5 確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端倒角；各軸肩的圓角見(jiàn)零件圖。、4.3 低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.3.1 初步確定軸的最小直徑根據(jù)公式（3-5）初步確定軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查設(shè)計(jì)手冊(cè)，取A=110 則 輸入軸的最小直徑是用于安裝聯(lián)軸器。為使所選直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，考慮扭矩變化很小，取，則查設(shè)計(jì)手冊(cè)，選用LXZ9型彈性柱銷聯(lián)軸器，許用轉(zhuǎn)矩為6300 。主動(dòng)端半聯(lián)軸器的孔徑，所以選取軸徑；與軸配合的得孔長(zhǎng)度為，為保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，軸長(zhǎng)應(yīng)略短于L，取。4.3.2 擬定軸上零件的裝配方案圖4.3低速軸擬定裝配方案左側(cè)軸承和擋油環(huán)從左側(cè)裝入，圓柱齒輪、套筒、擋油環(huán)、軸承和聯(lián)軸器從右側(cè)裝入4.3.3 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度表4.3 確定低速軸各軸段的直徑和長(zhǎng)度位置直徑和長(zhǎng)度(mm)原因1段與半聯(lián)軸器的孔徑相配合為保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上2段滿足半聯(lián)軸器軸向定位要求，制造出一個(gè)軸肩考慮軸承端蓋寬度和半聯(lián)軸器的安裝要求3段與滾動(dòng)軸承的內(nèi)徑配合考慮滾動(dòng)軸承寬度、擋油環(huán)的寬度及壁厚等因素4段安裝齒輪，有鍵槽，取標(biāo)準(zhǔn)直徑保證齒輪安裝的軸向定位，應(yīng)略短于齒寬5段齒輪左端采用軸肩定位，應(yīng)制作軸肩考慮整體長(zhǎng)度及軸肩高6段過(guò)度段考慮整體長(zhǎng)度7段同第3段軸承加擋油環(huán)的長(zhǎng)度4.3.4 軸上零件的周向定位半聯(lián)軸器與軸的周向定位采用平鍵聯(lián)接，查設(shè)計(jì)手冊(cè)，取，鍵槽長(zhǎng)100mm；齒輪與軸采用平鍵聯(lián)接，查設(shè)計(jì)手冊(cè)，取，鍵槽長(zhǎng)50mm之間的配合為；滾動(dòng)軸承選用深溝球軸承61817，與軸采用過(guò)渡配合實(shí)現(xiàn)周向定位，軸徑公差為m6。4.3.5 確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端倒角；各軸肩的圓角見(jiàn)零件圖。5 強(qiáng)度校核計(jì)算5.1 軸的強(qiáng)度校核計(jì)算進(jìn)行軸的強(qiáng)度校核時(shí)，應(yīng)根據(jù)軸的具體受載及應(yīng)力情況，采用相應(yīng)的計(jì)算方法，并恰當(dāng)選取許用應(yīng)力。對(duì)于僅僅（或主要）用于傳遞扭矩的軸（傳動(dòng)軸），應(yīng)按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算；對(duì)于只承受彎矩的軸（心軸），應(yīng)按彎曲強(qiáng)度條件進(jìn)行計(jì)算；對(duì)于既傳遞扭矩又承受彎矩的軸（轉(zhuǎn)軸），應(yīng)按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度。上述方法沒(méi)有考慮影響軸疲勞強(qiáng)度的各因素，所以只是粗略的校核計(jì)算，只用于一般的軸。對(duì)于重要的軸應(yīng)按軸的疲勞強(qiáng)度條件進(jìn)行精確校核（即安全系數(shù)校核）。另外對(duì)于瞬時(shí)過(guò)載很大或應(yīng)力循環(huán)不對(duì)稱性較為嚴(yán)重的軸，還應(yīng)按尖峰載荷校核軸的靜強(qiáng)度。若驗(yàn)算結(jié)果軸的強(qiáng)度 不夠時(shí)，必須修改軸的尺寸或結(jié)構(gòu)，直到強(qiáng)度足夠?yàn)橹梗蝗暨^(guò)高，一般不急于修改軸的尺寸或結(jié)構(gòu)，待軸承壽命及鍵聯(lián)接強(qiáng)度校核后，再考慮軸結(jié)構(gòu)或尺寸修改的問(wèn)題7-12。5.1.1 高速軸的強(qiáng)度校核計(jì)算 1. 求軸上的受力 分度圓直徑 2. 在水平面上 左側(cè) 右側(cè) 彎矩3. 在垂直面上 左側(cè) 右側(cè) 彎矩4. 總彎矩 5. 扭矩 6. 校核 軸的材料為45鋼，查表得 。因此， ，故安全。5.1.2 中間軸的強(qiáng)度校核計(jì)算 1. 求軸上的受力 分度圓直徑 2. 在水平面上 左側(cè) 右側(cè) 彎矩3. 在垂直面上 左側(cè) 右側(cè) 彎矩4. 總彎矩 5. 扭矩 6. 校核 軸的材料為45鋼，查表得 。因此， ，故安全。5.1.3 低速軸的強(qiáng)度校核計(jì)算 1. 求軸上的受力 分度圓直徑 2. 在水平面上 左側(cè) 右側(cè) 彎矩3. 在垂直面上 左側(cè) 右側(cè) 彎矩4. 總彎矩 5. 扭矩 6. 校核 軸的材料為45鋼，查表得 。因此， ，故安全。5.2 鍵的強(qiáng)度及軸承壽命校核5.2.1 鍵的強(qiáng)度校核鍵聯(lián)接強(qiáng)度計(jì)算查設(shè)計(jì)手冊(cè)得 ，因?yàn)?，故鍵的強(qiáng)度足夠。其他鍵的驗(yàn)算方法同上，經(jīng)計(jì)算均滿足強(qiáng)度要求。5.2.2 軸承壽命校核校核時(shí)，對(duì)軸承要求的壽命可按使用年限計(jì)算，也可參考有關(guān)各種設(shè)備的軸承使用壽命的推薦值。軸承6207的校核：1. 當(dāng)量動(dòng)載荷查設(shè)計(jì)手冊(cè)，取載荷系數(shù) ，則基本動(dòng)載荷為：2. 軸承的額定壽命顯然軸承的額定壽命遠(yuǎn)大于減速器的工作時(shí)間。其他的軸承驗(yàn)算同上。6 繪制裝配圖前的準(zhǔn)備裝配圖是表達(dá)設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)機(jī)器總體結(jié)構(gòu)意圖的圖樣，是繪制零件工作圖，進(jìn)行機(jī)器組裝、調(diào)試、維護(hù)等環(huán)節(jié)的技術(shù)依據(jù)。要求它能正確表達(dá)機(jī)器的工作原理和裝配關(guān)系，反映出各個(gè)零件的相互位置、結(jié)構(gòu)形狀及尺寸。因此機(jī)器的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)工作一般總是從裝配圖開始進(jìn)行。而裝配圖的設(shè)計(jì)，人們通常先設(shè)計(jì)裝配草圖，然后再逐步完成整個(gè)裝配工作圖的繪制。這樣，裝配草圖的設(shè)計(jì)就是首當(dāng)其沖的重要環(huán)節(jié)，絕大部分零件的結(jié)構(gòu)和尺寸均在此階段中確定，這就需要綜合考慮零件的強(qiáng)度、剛度、工藝、裝配、調(diào)整、潤(rùn)滑以及經(jīng)濟(jì)性等各方面的要求，并需要足夠的視圖和剖視來(lái)表達(dá)清楚。設(shè)計(jì)時(shí)，既有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)又有強(qiáng)度等的校核計(jì)算，因此設(shè)計(jì)過(guò)程較為復(fù)雜，常常需采用邊計(jì)算、邊畫圖、邊修改的“三邊”設(shè)計(jì)方法逐步完善之。6.1 減速器的結(jié)構(gòu)介紹圖6.1 為齒輪減速器的立體示意圖。減速器的機(jī)體由機(jī)座和機(jī)蓋組成（但輕型齒輪減速器、蝸桿減速器也采用整體式減速器）。它安裝方便，機(jī)座和機(jī)蓋的分界面通常與各軸中心線所在平面重合，這樣可將齒輪、軸承等軸上零件在機(jī)體外安裝在軸上，再放在機(jī)座的軸承孔內(nèi)，然后合上機(jī)蓋。機(jī)座與機(jī)蓋的相對(duì)位置由定位銷確定、并用螺栓聯(lián)接緊固。為了在拆卸時(shí)易于將機(jī)蓋與機(jī)座分開，在機(jī)蓋凸緣上兩端各制出一個(gè)螺紋孔，以便擰入啟蓋用的啟蓋螺釘。機(jī)體內(nèi)的齒輪常用機(jī)油潤(rùn)滑。為了加注潤(rùn)滑油和檢查齒輪嚙合情況，在機(jī)蓋上開有檢察孔，并用蓋板封上以防止不潔之物進(jìn)入機(jī)體。還在蓋板上或機(jī)蓋上裝有通氣器，使機(jī)體內(nèi)熱脹氣體自由逸出，以免氣壓升高而引起機(jī)體內(nèi)在縫隙外的漏油現(xiàn)象。為了檢查機(jī)體內(nèi)油面的高度，在機(jī)座制出一凸臺(tái)以安裝油面指示器（游標(biāo)或油尺）。為放出機(jī)體內(nèi)的污油，在機(jī)座底部裝有放油螺塞（油塞）。在機(jī)座的下部作出支承凸緣，以便用于地腳螺塞將機(jī)體固定在其安放的位置。為了拆卸和搬運(yùn)，在機(jī)體上還裝有環(huán)首螺釘、吊鉤。機(jī)械上的軸承蓋用于固定軸承、調(diào)整軸承游隙并承受軸向力。在輸入、輸出端的軸承蓋孔內(nèi)放有密封裝置，以防止雜物的滲入及潤(rùn)滑油的外漏。若軸承利用稀油飛濺潤(rùn)滑時(shí)，還常在機(jī)座的部分面上做出輸油溝，使由齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)飛濺到機(jī)蓋內(nèi)表面上的油沿機(jī)蓋內(nèi)壁流入此油溝導(dǎo)入軸承。圖6.1 二級(jí)圓柱齒輪減速器6.2 箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸表6.1 箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸名稱符號(hào)尺寸 mm機(jī)座壁厚12機(jī)蓋壁厚11機(jī)座凸緣厚度B18機(jī)蓋凸緣厚度16機(jī)座底凸緣厚度30地腳螺釘直徑20地腳螺釘數(shù)目N6軸承旁聯(lián)接螺栓直徑12蓋與座聯(lián)接螺栓直徑10聯(lián)接螺栓的間距L80軸承端蓋螺釘直徑10窺視孔蓋螺釘直徑定位銷直徑D7至外機(jī)壁距離22至凸緣邊緣距離20軸承旁凸臺(tái)半徑20凸臺(tái)高度H44外機(jī)壁至軸承座端面距離50大齒輪頂圓與內(nèi)機(jī)壁距離14齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離17機(jī)座筋厚14軸承端蓋外徑130、170、210軸承旁聯(lián)接螺栓距離S160、210、2656.3 滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑、密封及相關(guān)零件的結(jié)構(gòu)介紹及選用6.3.1 滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑滾動(dòng)軸承可以用潤(rùn)滑脂或潤(rùn)滑油潤(rùn)滑，其潤(rùn)滑方式取決于浸浴于油池中的齒輪的圓周速度。由于本設(shè)計(jì)的浸油齒輪的圓周速度不大，所以選用脂潤(rùn)滑。1、稀油飛濺潤(rùn)滑圖6.3 稀油飛濺潤(rùn)滑當(dāng)浸油齒輪的圓周速度大于2m/s時(shí)就可采用稀油飛濺潤(rùn)滑，這是靠齒輪傳動(dòng)時(shí)將油池中的油飛濺到內(nèi)箱壁上，再順著箱壁流下沿上箱蓋分箱面處的坡口流進(jìn)下箱面上的油溝，經(jīng)軸承蓋上的導(dǎo)油槽流入軸承。飛濺潤(rùn)滑的油路，輸油溝的形式與尺寸如圖6.4所示。圖6.4 飛濺潤(rùn)滑的油路及油溝的形式采用飛濺潤(rùn)滑時(shí)，如果傳動(dòng)件為斜齒圓柱齒輪而小齒輪直徑又小于軸承座孔，則應(yīng)在軸承面向箱內(nèi)的一側(cè)裝上擋油板，以防止斜齒輪嚙合時(shí)從油池中帶上的不清潔熱油擠入軸承，如圖6.5所示。圖6.5 擋油板結(jié)構(gòu)2、脂潤(rùn)滑當(dāng)浸油齒輪的圓周速度小于2m/s時(shí)應(yīng)該采用脂潤(rùn)滑，潤(rùn)滑的充填量為軸承空間的1/21/3，六個(gè)月左右補(bǔ)充或跟換一次。圖6.6 擋油環(huán)為防止箱體內(nèi)潤(rùn)滑油與軸承潤(rùn)滑脂兩種不同油性的油混雜，應(yīng)在軸承靠近箱體內(nèi)壁一側(cè)加密封裝置或擋油環(huán)。如圖6.6。3、刮油潤(rùn)滑當(dāng)傳動(dòng)件圓周速度很低，不采用飛濺潤(rùn)滑而又想用稀油潤(rùn)滑軸承時(shí)，可在箱體內(nèi)適當(dāng)位置加設(shè)刮油板，利用刮油板將傳動(dòng)件端面上的潤(rùn)滑油刮下，再通過(guò)油溝導(dǎo)入軸承。6.3.2 滾動(dòng)軸承的密封對(duì)于有軸穿出的軸承蓋，在軸承蓋孔與軸之間應(yīng)設(shè)置密封件，以防止?jié)櫥瑒┩饴┘巴饨绲幕覊m、水汽及其它雜質(zhì)滲入，保證軸承正常工作。本設(shè)計(jì)采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的毛氈式密封。常見(jiàn)的密封結(jié)構(gòu)形式有以下幾種：（1）毛氈式密封，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單價(jià)格低廉，但與軸表面摩擦較大。容易磨損而降低密封效果，主要用于密封處速度的脂潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)，也用于速度不大的油潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)形式如圖6.7 。圖6.7 毛氈式密封（2）橡膠式密封適用于較高的工作速度，設(shè)計(jì)時(shí)密封唇方向應(yīng)朝向密封方向，為了分油時(shí)，密封唇朝向軸承一側(cè)，見(jiàn)圖6.8（a）；為防止外界灰塵、雜質(zhì)浸入時(shí)，應(yīng)使密封唇背向軸承，見(jiàn)圖6.8（b）；雙向密封時(shí)，可使用兩個(gè)橡膠油封方向安裝，見(jiàn)圖6.8（c）。橡膠油封分無(wú)內(nèi)包骨架和有內(nèi)包骨架兩種。圖6.8 橡膠式密封（3）間隙密封和曲路密封。間隙密封適用于脂潤(rùn)滑及工作環(huán)境清潔的軸承或高速密封，見(jiàn)圖6.9。應(yīng)用潤(rùn)滑脂填滿油溝間隙，以加強(qiáng)密封效果，圖6.9（b）是開有回油槽的結(jié)構(gòu)，有利于提高密封能力。這種密封結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，摩擦小，但密封不夠可靠。 曲路密封效果好，密封可靠，對(duì)油潤(rùn)滑及脂潤(rùn)滑都適用，若與接觸式密封件配合使用，效果更佳，見(jiàn)圖6.10圖6.9 間隙密封圖6.10 曲路密封6.3.3 軸承蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸承蓋用來(lái)密封、軸向固定軸承、承受軸向載荷和調(diào)整軸承間隙，軸承蓋有嵌入式和凸緣式兩種。嵌入式軸承蓋軸向結(jié)構(gòu)緊湊，與箱體間無(wú)需用螺絲聯(lián)接，與O型密封圈配合使用可提高其密封效果見(jiàn)圖6.11，但調(diào)整軸承間隙時(shí)，需要打開箱蓋增減調(diào)整墊片，比較麻煩；也可采用圖6.11（c） 所示的結(jié)構(gòu)，用調(diào)整螺釘調(diào)整軸承間隙。圖6-11 嵌入式軸承蓋凸緣式軸承蓋調(diào)整軸承間隙比較方便，密封性能好，應(yīng)用較多，但調(diào)整軸承間隙和拆裝箱體時(shí)，需先將其與箱體間的聯(lián)接螺栓拆除，見(jiàn)圖6.12、圖6.13 圖6.12 調(diào)整墊片 圖6.13 凸緣式軸承蓋軸承蓋多用鑄鐵制造，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使其厚度均勻，見(jiàn)圖6.13。軸承蓋長(zhǎng)度L較大時(shí)，在保留足夠的配合長(zhǎng)度的條件下，可采用圖6.13（b）的結(jié)構(gòu)，以減少加工面。6.3.4 箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)減速器箱體是支承軸系部件、保證傳動(dòng)零件正常嚙合、良好潤(rùn)滑和密封的基礎(chǔ)零件，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度。箱體的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，多用灰鑄鐵鑄造；重型傳動(dòng)箱體，為提高強(qiáng)度，可用鑄鋼；單件生產(chǎn)也可采用鋼板焊接。為便于軸系部件安裝，箱體多由箱座和箱蓋組成。剖分面多取軸的中心線所在的平面，箱座和箱蓋采用普通螺栓聯(lián)接，圓錐銷定位。剖分式鑄造箱體的設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下：（1）為保證減速器支承剛度，箱體軸承座處應(yīng)有足夠的厚度，并設(shè)置加強(qiáng)筋。箱體加強(qiáng)筋有有外筋和內(nèi)筋兩種結(jié)構(gòu)型式，內(nèi)筋結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大，箱體外表平整，但會(huì)增加攪油損耗，制造工藝也比較復(fù)雜，外筋或凸壁式箱體結(jié)構(gòu)可增加散熱面積，采用較多，見(jiàn)圖6.14圖6.14 加強(qiáng)筋（2）軸承旁聯(lián)接螺栓凸臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要有利于提高軸承座孔的聯(lián)接剛度，軸承座孔兩側(cè)聯(lián)接螺栓應(yīng)盡量靠近軸承，以不與箱體上固定軸承蓋的螺紋及箱體剖分面上油溝發(fā)生干涉為準(zhǔn)。通常取兩聯(lián)接螺栓中心距與軸承蓋外徑相近，凸臺(tái)的高度由聯(lián)接螺栓的扳手空間確定，見(jiàn)圖6.15圖6.15軸承座凸臺(tái)與聯(lián)接螺栓安裝凸臺(tái)的相互結(jié)構(gòu)關(guān)系應(yīng)根據(jù)作圖確定，當(dāng)凸臺(tái)位于箱壁內(nèi)側(cè)時(shí)，見(jiàn)圖6.15（a）；當(dāng)凸臺(tái)位置突出箱壁外側(cè)時(shí)，見(jiàn)圖6.15（b），軸承座凸臺(tái)高度應(yīng)設(shè)計(jì)一致，以便于加工，見(jiàn)圖6.16圖6.16（3）箱蓋與箱座聯(lián)接凸緣應(yīng)有一定的厚度，以保證箱蓋與箱座的聯(lián)接剛度；箱體剖方面應(yīng)加工平整。（4）箱座底面凸緣的寬度應(yīng)超過(guò)箱座內(nèi)壁，以利于支撐，使壁厚盡量均勻，并盡量減少加工面，見(jiàn)圖6.17、圖6.18圖6.17 箱體底座凸緣 圖6.18 箱體底面結(jié)構(gòu)形狀（5）設(shè)計(jì)鑄造箱體時(shí)應(yīng)考慮鑄造工藝性特點(diǎn)，力求形狀簡(jiǎn)單、便于拔模、避免出現(xiàn)狹縫，保證最小壁厚、壁厚均勻、過(guò)度平緩，如圖6.19、圖6.20所示。 圖6.19 圖6.20（6）考慮機(jī)加工要求，應(yīng)盡可能減少機(jī)械加工面積，盡量減少加工時(shí)工件和刀具的調(diào)整次數(shù)，嚴(yán)格區(qū)分加工面與非加工面。6.3.5 減速器附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為了檢查傳動(dòng)件的嚙合情況、注油、排油、指示油面、通氣、拆裝、吊運(yùn)等，減速器需配備各種附件。1、窺視孔和窺視孔蓋減速器機(jī)蓋頂部要開窺視孔，以便檢查傳動(dòng)件的嚙合情況、潤(rùn)滑情況、接觸斑點(diǎn)及齒側(cè)間隙等。窺視孔應(yīng)設(shè)在能看到傳動(dòng)零件嚙合區(qū)的位置，并足夠的大小，以便手能伸入進(jìn)行操作，見(jiàn)圖6.21減速器內(nèi)的潤(rùn)滑油也由窺視孔注入，為了減少油的雜質(zhì)，可在窺視孔口裝一過(guò)濾網(wǎng)。在窺視孔上安裝附有密封墊片的觀察孔蓋，并用螺釘緊固于箱體上，以防潤(rùn)滑油滲漏。觀察孔蓋可用鋼板、鑄鐵等材料制造，其結(jié)構(gòu)形式可參考有關(guān)手冊(cè)或自行設(shè)計(jì)。圖6.21 窺視孔2、通氣孔減速器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，箱內(nèi)會(huì)因摩擦發(fā)熱而升溫，造成氣體膨脹，箱體內(nèi)部壓力增大。停機(jī)時(shí)，箱體內(nèi)部溫度下降，壓力降低。設(shè)置通氣器，可使箱體內(nèi)外氣體自由交換，以保持箱體內(nèi)外氣壓相等，使?jié)櫥筒恢卵叵潴w接合面、軸伸出處及其他縫隙向外滲漏。通氣器的結(jié)構(gòu)形式很多，圖6.22（a）所示為簡(jiǎn)單的通氣器，用于比較清潔的場(chǎng)合。圖6.22（b）所示為比較完善的通氣器，其內(nèi)部做成曲路，并設(shè)有濾網(wǎng)。通氣器通常安裝在箱蓋頂部或觀察孔蓋上。圖6.223、放油螺塞為調(diào)整箱體內(nèi)油面高度，檢修時(shí)將污油排凈，需在油池的最低位置放油孔并安排在減速器不與其他部件靠近的一側(cè)，以便于放油。放油孔用帶密封墊圈的螺塞堵住，見(jiàn)圖6.23。此油孔處的機(jī)體外壁應(yīng)凸起一塊，經(jīng)機(jī)械加工成為螺塞頭部的支承面。放油孔等結(jié)構(gòu)尺寸可參看有關(guān)的手冊(cè)。密封墊圈材料為耐油橡膠、塑料或皮革等。螺塞直徑約為箱體壁厚的2-3倍。圖6.23 放油螺塞4、油面指示器油面指示器常放置在便于觀測(cè)減速器油面及油面穩(wěn)定之處（如低速級(jí)傳動(dòng)件附近）。常用的油面指示器有油尺、圓形油標(biāo)、長(zhǎng)形油標(biāo)、油面指示螺釘?shù)?，一般多用帶有螺紋部分的油尺，見(jiàn)圖6.24、圖6.25。油面指示器上應(yīng)分別標(biāo)出暈眩最高油面和最低油面的位置。最低油面為傳動(dòng)零件正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所需的油面，其位置根據(jù)傳動(dòng)零件的浸油潤(rùn)滑要求確定，對(duì)于中小型減速器，最高油面與最低油面間的差值取510mm。 圖6.24 圖6.255、起吊裝置為方便搬運(yùn)減速器或箱蓋，應(yīng)在箱座及箱蓋上分別設(shè)置起吊裝置。起吊裝置通常直接鑄造在箱體表面或采用標(biāo)準(zhǔn)件。（1）吊環(huán)或吊鉤可直接鑄造在箱體或箱蓋上，結(jié)構(gòu)形式和尺寸見(jiàn)圖6.26，設(shè)計(jì)時(shí)需注意其布置應(yīng)與機(jī)器重心位置相協(xié)調(diào)，并避免與其他結(jié)構(gòu)相干涉，如桿形油標(biāo)座、箱座與箱蓋聯(lián)接螺栓等。圖6.26 吊環(huán)及吊鉤的結(jié)構(gòu)和尺寸（2）吊環(huán)螺釘是標(biāo)準(zhǔn)件，設(shè)計(jì)時(shí)按起吊重量選取。吊環(huán)螺釘通常用于吊運(yùn)箱蓋，也可用于吊運(yùn)小型減速器，吊環(huán)螺釘安裝在箱蓋凸臺(tái)經(jīng)加工的螺孔中，螺孔結(jié)構(gòu)應(yīng)按吊環(huán)螺釘標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)計(jì)，見(jiàn)圖6.27。圖6.27 吊環(huán)螺釘6、定位銷對(duì)于對(duì)開或同軸不同體加工的軸承座，為保證軸承座孔加工與裝配的準(zhǔn)確性和一致性，使軸承座上下半孔或同軸的兩個(gè)軸承座孔在加工和裝配時(shí)都能保持其位置精度，應(yīng)在相關(guān)的兩零件間，如箱蓋和箱座間設(shè)計(jì)定位銷，在鏜孔和裝配擰緊螺栓前，安裝圓錐定位銷。兩定位銷應(yīng)相距較遠(yuǎn)，且不宜對(duì)稱布置，定位銷的位置應(yīng)便于鉆、鉸加工，且不妨礙聯(lián)接螺栓及其它附件的加工和裝拆。定位銷直徑應(yīng)取標(biāo)準(zhǔn)值，長(zhǎng)度稍大于該處零件的總厚度，見(jiàn)圖6.28。圖6.28 定位銷7、啟蓋螺釘為保證箱體密封，防止?jié)櫥蛷南潴w剖分面處滲漏，在裝配箱蓋和箱座時(shí)，通常需在剖分面上涂水玻璃或密封膠，因而在拆卸時(shí)往往因粘接較緊，不易分開。為此，需在箱蓋凸緣的適當(dāng)位置設(shè)置12個(gè)啟蓋螺釘。啟蓋螺釘?shù)闹睆娇扇∨c箱蓋凸緣聯(lián)接螺栓直徑相同，其螺紋長(zhǎng)度應(yīng)大于箱蓋凸緣厚度，端部應(yīng)加工為圓柱形或半圓形，以免其端部螺紋被損壞。圖6.29 啟蓋螺釘7 完成減速器裝配圖本階段完成裝配圖的各個(gè)視圖（包括局部視圖）、加深、標(biāo)注尺寸、編寫技術(shù)要求、對(duì)零件編號(hào)、列明顯表及標(biāo)題欄。同時(shí)完成主要零件的工作圖。詳細(xì)圖紙見(jiàn)附件。圖7.1 減速器裝配圖8 建立卷?yè)P(yáng)機(jī)傳動(dòng)裝置的三維模型本階段通過(guò)運(yùn)用Pro/E軟件，以之前計(jì)算得到的結(jié)果并參照二維裝配圖建立組成卷?yè)P(yáng)機(jī)傳動(dòng)裝置所需的各個(gè)零件的三維模型。以下為一些主要零件的三維模型截圖：圖8.1 機(jī)座三維模型圖8.2 機(jī)蓋三維模型圖8.3 高速齒輪軸三維模型圖8.4 高速級(jí)大齒輪三維模型圖8.5 中間齒輪軸三維模型圖8.8 卷?yè)P(yáng)機(jī)傳動(dòng)裝置三維模型圖8.9 卷?yè)P(yáng)機(jī)傳動(dòng)裝置爆炸圖9 卷?yè)P(yáng)機(jī)三維模型的連接和運(yùn)動(dòng)仿真9.1 機(jī)構(gòu)的連接方式 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真的前提條件是機(jī)構(gòu)必須是可運(yùn)動(dòng)的裝配。在裝配的過(guò)程中，各運(yùn)動(dòng)的零部件是通過(guò)連接關(guān)系裝配在一起，而不是靠約束關(guān)系裝配在一起。在連接窗口，類型欄中可以指定機(jī)構(gòu)中各機(jī)構(gòu)件之間合適的連接類型13-15，如圖9.1所示。圖9.1 連接窗口【剛性】：自由度為零，使構(gòu)件完全固定不動(dòng)。【銷釘】：只有1個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度，可繞指定軸旋轉(zhuǎn)?！净瑒?dòng)桿】：只有1個(gè)平移自由度，可沿指定的邊或軸移動(dòng)?！緢A柱】：有1個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度和1個(gè)平移自由度，可沿指定的軸平移并繞軸旋轉(zhuǎn)?！酒矫妗浚河?個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度和2個(gè)平移自由度，可在平面內(nèi)平移和繞該平面的法向旋轉(zhuǎn)?！厩颉浚河?個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度，如球鉸鏈，允許兩構(gòu)件在連接點(diǎn)任意旋轉(zhuǎn)?！竞附印浚鹤杂啥葹榱?，使兩個(gè)機(jī)構(gòu)固定在一起?！据S承】：有3個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度和1個(gè)平移自由度，允許兩個(gè)構(gòu)件沿指定軸平移并在連接點(diǎn)任意旋轉(zhuǎn)。此外，還有【凸輪連接】、【滑槽連接】、【齒輪連接】3種高級(jí)連接。以【銷釘】類型連接三根軸，完成機(jī)構(gòu)的連接，如圖9.2。圖9.2 軸的連接方式以【齒輪副連接】類型完成齒輪的傳動(dòng)連接，如同9.3。圖9.4 齒輪副連接定義通過(guò)以上步驟完成傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的連接，如圖9.5。圖9.5 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的連接定義9.2 定義驅(qū)動(dòng)在高速軸上定義運(yùn)動(dòng)仿真的驅(qū)動(dòng)，【名稱】欄輸入名稱Servomotorl,單擊【從動(dòng)元件】欄中的按鈕，選擇高速軸上的銷釘連接。單擊【輪廓】選項(xiàng)卡，定義驅(qū)動(dòng)的大小，在【規(guī)范】欄中選擇【速度】，在【?！繖谥羞x擇【常數(shù)】，輸入A=723,如圖9.6所示：圖9.6 定義驅(qū)動(dòng)9.3 定義運(yùn)動(dòng)的分析單擊【機(jī)構(gòu)分析】按鈕，打開【分析定義】窗口如圖9.7。圖9.7 分析定義窗口選擇運(yùn)動(dòng)仿真分析的類型是【長(zhǎng)度和幀頻】，起始時(shí)間為0，結(jié)束時(shí)間為10秒，其他為默認(rèn)設(shè)置。單擊【運(yùn)行】按鈕，完成運(yùn)動(dòng)仿真分析。9.4 輸出運(yùn)動(dòng)仿真分析單擊【回放】按鈕，打開如圖9.8所示對(duì)話框。圖9.8 回放對(duì)話框選擇之前分析的結(jié)果集，點(diǎn)擊播放按鈕，打開如圖9.9對(duì)話框圖9.9 動(dòng)畫對(duì)話框單擊【捕獲】按鈕，打開如圖9.10所示對(duì)話框，可以把運(yùn)動(dòng)仿真分析動(dòng)畫輸出為MPEG格式的動(dòng)畫文件。圖9.10 捕獲對(duì)話框結(jié) 論畢業(yè)設(shè)計(jì)是本科學(xué)習(xí)階段一次非常難得的理論與實(shí)際相結(jié)合的機(jī)會(huì)，通過(guò)這次比較完整的卷?yè)P(yáng)機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)，我擺脫了單純的理論知識(shí)學(xué)習(xí)狀態(tài)，和實(shí)際設(shè)計(jì)的結(jié)合鍛煉了我的綜合運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，解決實(shí)際問(wèn)題的能力，同時(shí)也提高我查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計(jì)手冊(cè)、設(shè)計(jì)規(guī)范以及電腦制圖等其他專業(yè)能力水平，而且對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)方面有了更為深刻的了解。雖然本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題比較簡(jiǎn)單，但設(shè)計(jì)的內(nèi)容及其過(guò)程比較繁瑣，需要邊畫圖邊計(jì)算，遇到不合適的地方就需要馬上修改，最后得到一個(gè)比較合理的結(jié)果。因此，整個(gè)設(shè)計(jì)存在很多不足，由于能力有限，在加上沒(méi)有合適的參考文獻(xiàn)，本次的卷?yè)P(yáng)機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)僅采用了最簡(jiǎn)單的展開式二級(jí)齒輪傳動(dòng)，雖然它能適應(yīng)于一般的工作要求，但也僅限于此，在很多方面它都存在缺陷。此外，在一些計(jì)算和校核的地方作的不夠嚴(yán)謹(jǐn)，一些結(jié)果都是在沒(méi)有真正理解的情況下參照文獻(xiàn)得出的。這也說(shuō)明了我的理論知識(shí)學(xué)的不牢固，許多專業(yè)知識(shí)自己沒(méi)能有系統(tǒng)的整理和消化，因此拖慢了自己的設(shè)計(jì)進(jìn)度，同時(shí)也影響了整個(gè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。當(dāng)然，在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，我也得到了很多。通過(guò)本次設(shè)計(jì)使我對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)有了一定的了解，并且借鑒前人的經(jīng)驗(yàn)，為自己以后獨(dú)立設(shè)計(jì)打下了良好的基礎(chǔ)，在以后的設(shè)計(jì)中避免很多不必要的工作。同時(shí)，再此真誠(chéng)地感謝老師和同學(xué)在此次畢業(yè)設(shè)計(jì)中給我全力的幫助。謝謝！致 謝經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的努力，本次論文的設(shè)計(jì)終于畫上了句號(hào)。在此，我要向我的導(dǎo)師王力老師致以誠(chéng)摯的感謝。在整個(gè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，導(dǎo)師對(duì)該論文從選題，構(gòu)思，設(shè)計(jì)到最后的定稿總結(jié)等各環(huán)節(jié)都給予了細(xì)心地指引和教導(dǎo)，使我最終得以完成畢業(yè)論文的設(shè)計(jì)。同時(shí)，老師嚴(yán)肅的教學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)深深地感染和激勵(lì)著我。此外,也要感謝在論文寫作過(guò)程中，幫助過(guò)我、并且共同奮斗四年的大學(xué)同學(xué)們，能夠順利完成論文，是因?yàn)橐宦飞嫌心?、有你們。最后，我要向百忙之中抽時(shí)間對(duì)本文進(jìn)行審閱，評(píng)議和參與本人論文答辯的各位老師表示感謝。參 考 文 獻(xiàn)1 蔣麗敏，黨祖祺等. 機(jī)械傳動(dòng)M. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械出版社，1983.2 徐起賀.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)M. 北京；機(jī)械工業(yè)出版社，2009.3 薩本佶. 高速齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1986.4 美P.林旺德. 齒輪傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)和應(yīng)用M. 上海：上海科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，1989. 5 齊治國(guó)，張義舉，趙燦等. 建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)設(shè)計(jì)M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1996.6 吳宗澤. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè). 北京；高等教育出版社，2006.7 王華坤，范元?jiǎng)? 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)(上)M. 北京：兵器工業(yè)出版社，2001.8 王華坤，范元?jiǎng)? 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)(下)M. 北京：兵器工業(yè)出版社，2001.9 毛友新. 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)M. 武漢：華中科技大學(xué)出版社，2004.10 盧子馨，傅則紹. 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)M. 山東：石油大學(xué)出版社，1994.11 施成超，李潤(rùn)方，林超. 雙驅(qū)動(dòng)行星傳動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)多級(jí)優(yōu)化設(shè)計(jì)J. 建筑機(jī)械，2005（8）.12 孫霞. 100kn液壓卷?yè)P(yáng)機(jī)的設(shè)計(jì)J. 探礦工程，2000（3）.13 田緒東. Pro/ENGINEER Wildfire 4.0 三維機(jī)械設(shè)計(jì)M. 北京；機(jī)械工業(yè)出版社，2009.14 史翠蘭. CAD/CAM技術(shù)與應(yīng)用M. 北京；電子工業(yè)出版社，2009.15 張尚先. Pro/ENGINEER Wildfire 4.0 講與練M. 北京；中國(guó)人民大學(xué)出版社，2009.16 宋寶玉. 簡(jiǎn)明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè). 哈爾濱；哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2008.17 洪鐘德. 簡(jiǎn)明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè). 上海；同濟(jì)大學(xué)出版社，2002.